KR101616968B1 - Functionalized nanoparticles and method - Google Patents

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마셜 콕스
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큐디 비젼, 인크.
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    • G01N33/588Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with semiconductor nanocrystal label, e.g. quantum dots

Abstract

하나 이상의 금속 및/또는 하나 이상의 금속을 포함하는 하나 이상의 반도체 화합물을 포함하는 무기 코어를 포함하는 나노입자는 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치된 코팅물 또는 쉘을 포함한다. 코팅물은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 각각의 코팅물 층은 금속 및/또는 하나 이상의 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 나노입자는 코팅물의 표면에 부착된 리간드를 더욱 포함한다. 리간드는 화학식 X-Sp-Z로 표시된다 (상기 식에서, X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 및/또는 극성 비양성자성 기를 나타냄). 특정한 구현양태에서, 적어도 2개의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드가 코팅물의 표면에 부착되고, 이 때 적어도 2개의 리간드 (I 및 II)가 화학식 X-Sp-Z로 표시된다. 리간드 (I)에서, X는 포스폰, 포스핀, 또는 포스페이트 기를 나타내고, 리간드 (II)에서 X는 1차 또는 2차 아민 또는 이미디졸 또는 아미드를 나타낸다. 양쪽 리간드 (I) 및 (II)에서, 2개의 화합물에서 동일하거나 상이할 수 있는 Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고, 2개의 화합물에서 동일하거나 상이할 수 있는 Z는 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 특정한 화학 반응성을 나노입자의 표면에 제공할 수 있는 기로부터 선택된 기이다. 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 재료를 포함하는 코어를 포함한다.Nanoparticles comprising an inorganic core comprising at least one metal and / or at least one semiconductor compound comprising at least one metal include a coating or shell disposed over at least a portion of the core surface. The coating may comprise one or more layers. Each coating layer may comprise a metal and / or one or more semiconductor compounds. The nanoparticles further comprise a ligand attached to the surface of the coating. The ligand is represented by the formula X-Sp-Z wherein X is a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or an arsonic group, Z represents a group capable of transferring (i) a specific chemical property to a nanoparticle, such as, for example, an acid group, a phosphate group or an arsenate group, a phosphine or arsine oxide group, And / or (ii) a reactive group that provides specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticles and / or (ii) a cyclic, halogenated and / or polar amphoteric group. In certain embodiments, at least two chemically distinct ligands are attached to the surface of the coating, wherein at least two ligands (I and II) are represented by the formula X-Sp-Z. In the ligand (I), X represents a phosphone, phosphine or phosphate group, and in the ligand (II), X represents a primary or secondary amine or imidazole or amide. In both ligands (I) and (II), Sp, which may be the same or different in the two compounds, represents a spacer group, such as a group or a group capable of transferring charges, and Z, which may be the same or different in the two compounds, Is a group selected from groups capable of delivering specific chemical properties to the nanoparticle as well as providing specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticle. In a preferred embodiment, the nanoparticles comprise a core comprising a semiconductor material.

Description

관능화된 나노입자 및 방법{FUNCTIONALIZED NANOPARTICLES AND METHOD}[0001] FUNCTIONALIZED NANOPARTICLES AND METHOD [0002]

우선권 주장Priority claim

본 출원은 미국 출원번호 60/971,887 (2007년 9월 12일 출원); 60/992,598 (2007년 12월 5일 출원); 및 61/083,998 (2008년 7월 28일 출원) (이들의 각각은 그 전체내용이 이 때 참고문헌으로 포함됨)의 우선권주장을 청구한다.This application is related to U.S. Serial No. 60 / 971,887, filed September 12, 2007; 60 / 992,598 (filed December 5, 2007); And 61 / 083,998 filed on July 28, 2008, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 출원은 또한 공동 소유된 국제출원 번호 PCT/US2007/013152 (2007년 6월 4일 출원) (2007년 12월 13일에 PCT 공개공보 WO 2007/143197로 영어로 발행됨)의 부분계속 출원이다. PCT 출원은 공동 소유된 미국 특허출원 번호 60/810,767 (2006년 6월 2일 출원), 60/810,914 (2006년 6월 5일 출원), 60/804,921 (2006년 6월 15일 출원), 60/825,373 (2006년 9월 12일 출원), 60/825,374 (2006년 9월 12일 출원), 60/825,370 (2006년 9월 12일 출원) 및 60/886,261 (2007년 1월 23일 출원)의 우선권주장을 청구한다.This application is also a continuation-in-part application of co-owned International Application No. PCT / US2007 / 013152 (filed June 4, 2007) (published in English on PCT Publication No. WO 2007/143197 on December 13, 2007) . PCT applications are described in co-owned U.S. Patent Application No. 60 / 810,767 filed June 2, 2006, 60 / 810,914 filed June 5, 2006, 60 / 804,921 filed June 15, 60 / 825,373 (filed on September 12, 2006), 60 / 825,374 (filed on September 12, 2006), 60 / 825,370 (filed on September 12, 2006) and 60 / 886,261 (filed January 23, 2007) Claiming priority.

기술분야Technical field

본 발명은 나노입자, 더욱 특별하게는 리간드를 포함하는 나노입자 및 관련된 방법의 기술분야에 관한 것이다.The present invention relates to the technical field of nanoparticles, more particularly nanoparticles comprising ligands and related methods.

콜로이드 양자 점(quantum dot)의 주된 합성 방법은, 고 비점 용매, 예컨대 트리옥틸포스핀 옥사이드(TOPO), 트리옥틸포스핀(TOP), 지방족 포스폰 또는 카르복실산, 및 지방족 아민 종에서 수행되는 반응을 포함한다. 따라서, 양자 점의 표면 위에 있는 리간드 캡핑(capping) 기는 TOPO, TOP, 산 및 아민의 통계적 분포인 것으로 생각된다. 양자 점 문헌 전체에서, 특정한 양자 점 샘플 위의 표면 화학 변화 (예를 들어, 수용성 양자 점을 만드는 것)에 영향을 주기 위하여, 전형적인 절차는 캡(cap) 교환 반응을 포함하며, 그로써 이미 합성된 양자 점 (코어 또는 코어-쉘)을 다른 리간드의 용액에 존재시키고 기존의 리간드를 몰아내고 이것을 교체 종으로 대체하기 위하여 장기간 동안 가열하고 이것을 교체 기로 대체한다. 이러한 절차는 양자 점의 광학 성질을 유지하는데 해로울 수 있고 종종 방출 효율 및 안정성을 상당히 감소시킨다.The main synthesis method of colloidal quantum dots is the use of high boiling solvents such as trioctylphosphine oxide (TOPO), trioctylphosphine (TOP), aliphatic phosphone or carboxylic acid, and aliphatic amine species Lt; / RTI > Thus, the ligand capping group on the surface of the quantum dots is thought to be a statistical distribution of TOPO, TOP, acid and amine. Throughout the quantum dot literature, in order to influence the surface chemistry change (e.g., making a water soluble quantum dot) on a particular quantum dot sample, a typical procedure involves a cap exchange reaction, The proton point (core or core-shell) is present in the solution of the other ligand and is heated for a long period to replace the existing ligand and replace it with a replacement species, which is replaced with a replacement. This procedure can be detrimental to maintaining the optical properties of the quantum dots and often significantly reduces emission efficiency and stability.

대안적인 기술은 자연 양자 점 표면 리간드를 둘러싸고 이것과 서로 맞물려 있는 자기-조립 교질입자를 사용하는 것이다. 이러한 방법의 단점은 캡슐화 교질입자를 생성하기 위해 극성 용매 환경이 요구되고, 따라서 생물학적 표지화(tagging) 및 영상화와 같은 수성 기초 응용으로 기술이 제한된다는 것이다.An alternative technique is to use self-assembled colloidal particles that surround and interlock with natural quantum dot surface ligands. A disadvantage of this method is that a polar solvent environment is required to produce encapsulated colloidal particles and thus the technology is limited to aqueous based applications such as biological tagging and imaging.

따라서, 유기 기초 용매 계와 상용가능한 관능화 리간드를 포함하는 반도체 나노결정 및 그의 제조 방법이 여전히 요구되고 있다.Thus, there is a continuing need for semiconductor nanocrystals including functionalized ligands compatible with organic based solvent systems and methods for their preparation.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명은 나노입자의 표면에 부착된 하나 이상의 리간드를 포함하는 나노입자에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 리간드의 존재 하에서 나노입자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to nanoparticles comprising one or more ligands attached to the surface of the nanoparticles. The present invention also relates to a process for preparing nanoparticles in the presence of one or more ligands.

본 발명의 하나의 측면에 따르면, 그의 표면에 부착된 하나 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 천연 리간드를 포함하는 나노입자가 제공되며, 이 때 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:According to one aspect of the invention there is provided a nanoparticle comprising at least one chemically distinct natural ligand attached to its surface, wherein at least one of said ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 및/또는 극성 비양성자성 기를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).Wherein X is a group selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic group, a phosphine or arsinic acid group, , A phosphine or arsine oxide group, Sp represents a spacer group such as a group capable of transferring charge or an isolator, and Z represents (i) not only capable of transferring a specific chemical property to a nanoparticle, A reactive group that provides chemical reactivity and / or (ii) a cyclic, halogenated and / or polar amphoteric group wherein Z is not reactive when exposed to light in all cases.

이 때 사용된 "천연 리간드"란 성장 또는 그의 오버코팅(overcoating) 동안에 나노입자 표면에 부착되거나 배위되는 리간드를 가리킨다. 리간드는 이들이 상이한 화학 조성을 가질 때 화학적으로 뚜렷이 다른 것으로 간주된다."Natural ligand" as used herein refers to a ligand that attaches or coordinates to the nanoparticle surface during growth or overcoating thereof. Ligands are considered to be chemically distinct when they have different chemical compositions.

특정한 구현양태에서, Z는 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는다. In certain embodiments, Z does not render the nanoparticles dispersible in a liquid medium comprising water.

특정한 구현양태에서, 반응성 기는 관능성, 이관능성 또는 다관능성 시약. 및/또는 반응성 화학 기를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the reactive group is a functional, bifunctional or multifunctional reagent. And / or reactive chemical groups.

이 때 사용된 바와 같이, "반응성 화학 기"는 하나 이상의 다른 기 또는 종과 반응할 수 있는 화학 기를 가리킨다. 반응성 화학 기의 예는 관능성 치환 기를 포함한다. 관능성 치환기의 예는 이에 한정되지 않지만 티올, 카르복실, 히드록실, 아미노, 아민, 술포, 이관능성 기, 다관능성 기 등을 포함한다.As used herein, a "reactive chemical group" refers to a chemical group capable of reacting with one or more other groups or species. Examples of reactive chemical groups include functional substituents. Examples of the functional substituent include, but are not limited to, thiol, carboxyl, hydroxyl, amino, amine, sulfo, bifunctional group, polyfunctional group and the like.

특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 포화 또는 불포화 시클릭 (이에 한정되지 않지만, 단일 고리, 바이-시클릭 구조, 다중-시클릭 구조 등을 포함함) 화합물 또는 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 치환 기 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 반응성 화학 기, 유기 기 (알킬, 아릴 등) 등을 포함함)를 포함할 수 있다. 시클릭 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the cyclic group may include a saturated or unsaturated cyclic compound (including, but not limited to, a single ring, bi-cyclic structure, multi-cyclic structure, etc.) or an aromatic compound. In certain embodiments, the cyclic group may comprise one or more heteroatoms. In certain embodiments, cyclic groups may include one or more substituents (including, but not limited to, reactive chemical groups, organic groups (such as alkyl, aryl, etc.), and the like. Other examples of cyclic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 할로겐화 기는 플루오르화 기, 과플루오르화 기, 염소화 기, 과염소화 기, 브롬화 기, 과브롬화 기, 요오드화 기, 과요오드화 기 등을 포함할 수 있다. 할로겐화 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the halogenating group may include a fluorinating group, a perfluorinating group, a chlorinating group, a perchlorating group, a brominating group, a perbrominating group, an iodinating group, a periodating group and the like. Other examples of halogenating groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 극성 비양성자성 기는 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄 또는 이민을 포함할 수 있다. 극성 비양성자성 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the polar aprotic group may comprise a ketone, aldehyde, amide, urea, urethane or imine. Other examples of polar aprotic magnetic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 재료를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the nanoparticles may comprise a semiconductor material.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 첫 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 두 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘 표면의 적어도 일부 위에 배치된다.In certain embodiments, the nanoparticles may include a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. In certain embodiments, the first material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the second material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, one or more additional shells are disposed over at least a portion of the shell surface.

특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다 (반도체 나노결정은 또한 양자 점이라고도 지칭됨). 특정한 구현양태에서, 반도체 나노결정은 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번재 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 두 번째 재료는 나노결정성 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘 표면의 적어도 일부 위에 배치된다. 나노입자 및 반도체 나노결정에 관한 추가의 언급은 본 명세서에 제공된다.In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals (semiconductor nanocrystals are also referred to as quantum dots). In certain embodiments, the semiconductor nanocrystals may include a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. Preferably, the second material comprises a nanocrystalline semiconductor material. In certain embodiments, one or more additional shells are disposed over at least a portion of the shell surface. Further references to nanoparticles and semiconductor nanocrystals are provided herein.

바람직한 리간드는 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리 위에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 이러한 산들의 짝 염기, 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 4-히드록시벤질포스폰산, 이러한 산의 짝 염기, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 이러한 산의 짝 염기, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Preferred ligands include benzylphosphonic acid, a benzylphosphonic acid containing one or more substituents on the ring of the benzyl group, a pair of such acids, and mixtures comprising at least one of the foregoing. In certain embodiments, the ligand comprises a 4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of such an acid, or a mixture thereof. In certain embodiments, the ligand comprises 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of such an acid, or a mixture thereof.

다른 바람직한 리간드는 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하여 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드를 포함한다. Another preferred ligand comprises a ligand represented by the formula X-Sp-Z, including an organic amine or a fluorinated organic amine comprising a terminal hydroxyl group.

특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 첫 번째 반도체 재료를 포함하는 반도체 나노결정 코어와 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치된 두 번째 반도체 재료를 포함하는 오버코팅 재료를 포함하고, 이 때 오버코팅 재료는 본원에 기재된 하나 이상의 리간드의 존재 하에 그 위에서 성장한다.In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise a semiconductor nanocrystal core comprising a first semiconductor material and an overcoat material comprising a second semiconductor material disposed over at least a portion of the core surface, Lt; / RTI > in the presence of one or more ligands as described above.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 그의 표면에 부착된 2개 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 천연 리간드를 포함할 수 있으며, 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:In certain embodiments, the nanoparticle may comprise two or more chemically distinct natural ligands attached to its surface, wherein at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X, Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같음)(Wherein X, Sp and Z are as defined herein)

특정한 구현양태에서, 나노입자는 그의 표면에 부착된 2개 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드를 포함할 수 있으며, 첫 번째 리간드는 하기 화학식In certain embodiments, the nanoparticle may comprise two or more chemically distinct ligands attached to its surface, wherein the first ligand has the formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드 기를 나타냄)로 표시되고,(Wherein, in the formula, N represents a primary amine group, a secondary amine group, an imidazole group, or an amide group)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고;Wherein Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group;

Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같고, 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드 위의 각각의 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수도 있음).Sp and Z are as described herein, and each Sp and Z on the first ligand and the second ligand may be the same or different.

특정한 구현양태에서, Z는 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는다.In certain embodiments, Z does not render the nanoparticles dispersible in a liquid medium comprising water.

나노입자는 상기 및 본 명세서에 기재된 것과 같을 수 있다.The nanoparticles may be as described above and herein.

바람직한 리간드는 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 이러한 산의 짝 염기, 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Preferred ligands include benzylphosphonic acid, benzylphosphonic acid containing at least one substituent in the ring of the benzyl group, a conjugate of such an acid, and mixtures comprising at least one of the foregoing. In certain embodiments, the ligand comprises 4-hydroxybenzylphosphonic acid, a pair of acids, and mixtures thereof. In certain embodiments, the ligand comprises 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of an acid, or a mixture thereof.

다른 바람직한 리간드는 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하는 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드를 포함한다.Another preferred ligand comprises a ligand represented by the formula X-Sp-Z comprising an organic amine comprising a terminal hydroxyl group or a fluorinated organic amine.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 나노입자를 관능화하는 방법이 제공된다. 방법은 하나 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재 하에서 미리결정된 조성을 가진 나노입자를 형성하기 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하고, 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:According to another aspect of the present invention, a method of functionalizing nanoparticles is provided. The method comprises reacting a precursor to form nanoparticles having a predetermined composition in the presence of one or more chemically distinct ligands, wherein at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드 기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 및/또는 극성 비양성자성 기를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).X represents a primary amine group, a secondary amine group, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group ; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge; Z represents (i) a reactive group that not only can transfer specific chemical properties to the nanoparticles, but also provides specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticles and / or (ii) a cyclic, halogenated and / or polar amphoteric group, In all cases Z is not reactive when exposed to light).

특정한 구현양태에서, Z는 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는다. In certain embodiments, Z does not render the nanoparticles dispersible in a liquid medium comprising water.

특정한 구현양태에서, 반응성 기는 관능성, 이관능성 또는 다관능성 시약, 및/또는 반응성 화학 기를 포함할 수 있다. In certain embodiments, the reactive group may comprise a functional, bifunctional or multifunctional reagent, and / or a reactive chemical group.

특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 포화 또는 불포화 시클릭 (이에 한정되지 않지만 단일 고리, 바이-시클릭 구조, 다중-시클릭 구조 등을 포함함) 화합물 또는 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 헤테로-원자를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 치환 기 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 반응성 화학 기, 유기 기 (알킬, 아릴, 등) 등을 포함함)를 포함할 수 있다. 시클릭 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the cyclic group may include a saturated or unsaturated cyclic compound (including, but not limited to, a single ring, bi-cyclic structure, multi-cyclic structure, etc.) or an aromatic compound. In certain embodiments, the cyclic group may comprise one or more hetero-atoms. In certain embodiments, the cyclic group may include one or more substituents (including, but not limited to, reactive chemical groups, organic groups (alkyl, aryl, etc.), etc.). Other examples of cyclic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 할로겐화 기는 플루오르화 기, 과플루오르화 기, 염소화 기, 과염소화 기, 브롬화 기, 과브롬화 기, 요오드화 기, 과요오드화 기 등을 포함할 수 있다. 할로겐화 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the halogenating group may include a fluorinating group, a perfluorinating group, a chlorinating group, a perchlorating group, a brominating group, a perbrominating group, an iodinating group, a periodating group and the like. Other examples of halogenating groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 극성 비양성자성 기는 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄 또는 이민을 포함할 수 있다. 극성 비양성자성 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the polar aprotic group may comprise a ketone, aldehyde, amide, urea, urethane or imine. Other examples of polar aprotic magnetic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자의 미리결정된 조성물은 반도체 재료를 포함한다.In certain embodiments, the predetermined composition of nanoparticles comprises a semiconductor material.

특정한 바람직한 구현양태에서, 미리결정된 조성물은 하나 이상의 금속 및 하나 이상의 칼코겐 또는 프닉토겐을 포함한다.In certain preferred embodiments, the predetermined composition comprises at least one metal and at least one chalcogen or phannicogen.

특정한 구현양태에서, 전구체는 하나 이상의 금속-함유 전구체 및 하나 이상의 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다.In certain embodiments, the precursor comprises at least one metal-containing precursor and at least one chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 첫 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 두 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘 표면의 적어도 일부 위에 배치된다.In certain embodiments, the nanoparticles may include a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. In certain embodiments, the first material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the second material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, one or more additional shells are disposed over at least a portion of the shell surface.

특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 반도체 나노결정은 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 두 번째 재료는 나노결정 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘 표면의 적어도 일부 위에 배치된다.In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the semiconductor nanocrystals may include a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. Preferably, the second material comprises a nanocrystalline semiconductor material. In certain embodiments, one or more additional shells are disposed over at least a portion of the shell surface.

바람직한 리간드는 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리 위에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 이러한 산의 짝 염기, 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Preferred ligands include benzylphosphonic acid, benzylphosphonic acid containing one or more substituents on the ring of the benzyl group, a conjugate of such an acid, and mixtures comprising at least one of the foregoing. In certain embodiments, the ligand comprises a 4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of an acid, and a mixture comprising at least one of the foregoing. In certain embodiments, the ligand comprises 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of an acid, or a mixture thereof.

다른 바람직한 리간드는 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하여 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드를 포함한다. Another preferred ligand comprises a ligand represented by the formula X-Sp-Z, including an organic amine or a fluorinated organic amine comprising a terminal hydroxyl group.

특정한 구현양태에서, 전구체를 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재하에서 반응시키고, 이 때 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:In certain embodiments, the precursor is reacted in the presence of at least two chemically distinct ligands, wherein at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X, Sp 및 Z는 본원에 기재된 것과 같음).Wherein X, Sp and Z are as described herein.

특정한 구현양태에서, 전구체는 하나 이상의 금속-함유 전구체 및 하나 이상의 칼코겐-함유 전구체 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다.In certain embodiments, the precursor comprises at least one metal-containing precursor and at least one chalcogen-containing precursor or a phonitogen-containing precursor.

특정한 구현양태에서, 전구체를 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재하에서 반응시키고, 이 때 첫 번째 리간드는 하기 화학식In certain embodiments, the precursor is reacted in the presence of at least two chemically distinct ligands, wherein the first ligand is a compound of formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드 기를 나타냄)로 표시되고,(Wherein, in the formula, N represents a primary amine group, a secondary amine group, an imidazole group, or an amide group)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고;Wherein Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group;

Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같고, 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드 위의 각각의 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수도 있음).Sp and Z are as described herein, and each Sp and Z on the first ligand and the second ligand may be the same or different.

특정한 구현양태에서, 전구체는 하나 이상의 금속-함유 전구체 및 하나 이상의 칼코겐-함유 전구체 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다.In certain embodiments, the precursor comprises at least one metal-containing precursor and at least one chalcogen-containing precursor or a phonitogen-containing precursor.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 나노입자의 표면의 적어도 일부를 미리 결정된 조성을 가진 코팅 재료로 오버코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은 전구체를 하나 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재하에서 미리 결정된 조성물을 위해 반응시키는 것을 포함하고, 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:According to another aspect of the present invention there is provided a method of overcoating at least a portion of the surface of a nanoparticle with a coating composition having a predetermined composition comprising contacting the precursor with a predetermined composition in the presence of one or more chemically distinct ligands Wherein at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 및/또는 극성 비양성자성 기를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).Wherein X is selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, Sp represents a spacer group, such as a group or an acceptor capable of transferring charge; Z is (i) capable of transferring a specific chemical property to the nanoparticle, as well as providing specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticle A reactive group and / or (ii) a cyclic, halogenated and / or polar amphoteric group, where in all cases Z is not reactive upon exposure to light.

특정한 구현양태에서, Z는 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는다.In certain embodiments, Z does not render the nanoparticles dispersible in a liquid medium comprising water.

특정한 구현양태에서, 반응성 기는 관능성, 이관능성 또는 다관능성 기 및/또는 반응성 화학 기를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the reactive group may comprise a functional, bifunctional or polyfunctional group and / or a reactive chemical group.

특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 포화 또는 불포화 시클릭 (이에 한정되지 않지만 단일 고리, 바이-시클릭 구조, 다중-시클릭 구조 등을 포함함) 화합물 또는 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 치환 기 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 반응성 화학 기, 유기 기 (알킬, 아릴 등)를 포함함)를 포함할 수 있다. 시클릭 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the cyclic group may include a saturated or unsaturated cyclic compound (including, but not limited to, a single ring, bi-cyclic structure, multi-cyclic structure, etc.) or an aromatic compound. In certain embodiments, the cyclic group may comprise one or more heteroatoms. In certain embodiments, the cyclic group may include one or more substituents (including, but not limited to, reactive chemical groups, organic groups (including alkyl, aryl, etc.)). Other examples of cyclic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 할로겐화 기는 플루오르화 기, 과플루오르화 기, 염소화 기, 과염소화 기, 브롬화 기, 과브롬화 기, 요오드화 기, 과요오드화 기 등을 포함할 수 있다. 할로겐화 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the halogenating group may include a fluorinating group, a perfluorinating group, a chlorinating group, a perchlorating group, a brominating group, a perbrominating group, an iodinating group, a periodating group and the like. Other examples of halogenating groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 극성 비양성자성 기는 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄 또는 이민을 포함할 수 있다. 극성 비양성자성 기의 다른 예가 여기에 제공된다.In certain embodiments, the polar aprotic group may comprise a ketone, aldehyde, amide, urea, urethane or imine. Other examples of polar aprotic magnetic groups are provided herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 재료를 포함한다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise a semiconductor material.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 첫 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 두 번째 재료는 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘의 표면의 적어도 일부 위에 배치된다.In certain embodiments, the nanoparticles may comprise a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. In certain embodiments, the first material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the second material comprises a semiconductor material. In certain embodiments, one or more additional shells are disposed over at least a portion of a surface of the shell.

특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 반도체 나노결정은 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어의 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘 (또는 코팅 재료)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 두 번째 재료는 나노결정 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 추가의 쉘은 쉘 표면의 적어도 일부 위에 배치된다.In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the semiconductor nanocrystals may comprise a core comprising a first material and a shell (or coating material) disposed over at least a portion of a surface of the core and comprising a second material. Preferably, the second material comprises a nanocrystalline semiconductor material. In certain embodiments, the at least one additional shell is disposed over at least a portion of the shell surface.

특정한 구현양태에서, 코팅 재료의 미리결정된 조성물은 반도체 재료, 바람직하게는 나노결정성 반도체 재료를 포함한다.In certain embodiments, the predetermined composition of the coating material comprises a semiconductor material, preferably a nanocrystalline semiconductor material.

특정한 바람직한 구현양태에서, 미리결정된 조성물은 하나 이상의 금속 및 하나 이상의 칼코겐 또는 프닉토겐을 포함한다.In certain preferred embodiments, the predetermined composition comprises at least one metal and at least one chalcogen or phannicogen.

특정한 구현양태에서, 전구체는 하나 이상의 금속-함유 전구체 및 하나 이상의 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다.In certain embodiments, the precursor comprises at least one metal-containing precursor and at least one chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor.

바람직한 리간드는 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리 위에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 이러한 산의 짝 염기, 및 이들 중 하나 이상의 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 리간드는 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Preferred ligands include benzylphosphonic acid, benzylphosphonic acid containing one or more substituents on the ring of the benzyl group, a conjugate of such an acid, and a mixture of one or more of the foregoing. In certain embodiments, the ligand comprises 4-hydroxybenzylphosphonic acid, a pair of acids, and mixtures thereof. In certain embodiments, the ligand comprises 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of an acid, or a mixture thereof.

다른 바람직한 리간드는 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하는 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드를 포함한다.Another preferred ligand comprises a ligand represented by the formula X-Sp-Z comprising an organic amine comprising a terminal hydroxyl group or a fluorinated organic amine.

특정한 구현양태에서, 전구체를 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재하에 반응시키고, 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:In certain embodiments, the precursor is reacted in the presence of at least two chemically distinct ligands, and at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X, Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같음).Wherein X, Sp and Z are as described herein.

특정한 구현양태에서, 전구체를 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재하에서 반응시키고, 이 때 첫 번째 리간드는 하기 화학식In certain embodiments, the precursor is reacted in the presence of at least two chemically distinct ligands, wherein the first ligand is a compound of formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드 기를 나타냄)로 표시되고,(Wherein, in the formula, N represents a primary amine group, a secondary amine group, an imidazole group, or an amide group)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고;Wherein Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group;

Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같고, 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드 위의 각각의 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수도 있음).Sp and Z are as described herein, and each Sp and Z on the first ligand and the second ligand may be the same or different.

본 발명의 다른 측면에서, 액체 매질 및 반도체 재료 전구체를 포함하는 혼합물을 아민 기를 포함하는 첫 번째 리간드 화합물 (예를 들어, N-Sp-Z, 이 때 N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 이미디졸 기, 아미드 기를 나타냄) 및 산 기를 포함하는 두 번째 리간드 화합물 (예를 들어, Y-Sp-Z, 이 때 Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타냄)의 존재 하에서 가열시키는 것을 포함하는, 반도체 재료를 포함하는 나노결정의 제조 방법이 제공된다. Sp 및 Z는 본원에 기재된 바와 같다.In another aspect of the invention, a mixture comprising a liquid medium and a semiconductor material precursor is reacted with a first ligand compound comprising an amine group (e.g., N-Sp-Z, wherein N is a primary amine group, , An imidazole group, an amide group) and a second ligand compound comprising an acid group (e.g., Y-Sp-Z, where Y is a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, Or an arsenate group, a phosphine or an arsine oxide group) in the presence of at least one compound selected from the group consisting of a metal compound and a metal compound. Sp and Z are as described herein.

특정한 바람직한 구현양태에서, 아민 기를 포함하는 첫 번째 리간드 화합물 및 산 기를 포함하는 두 번째 리간드 화합물이 등몰량으로 처음에 존재하고, 등몰량은 첫 번째 리간드 화합물의 아민 기 함량 및 두 번째 리간드 화합물의 산 기 함량을 기준으로 하여 결정된다.In certain preferred embodiments, a first ligand compound comprising an amine group and a second ligand compound comprising an acid group are initially present in equimolar amounts, an equimolar amount is determined by the amine group content of the first ligand compound and the acid of the second ligand compound Is determined based on the content of the base.

특정한 구현양태에서, 첫 번째 리간드 화합물은 화학식 A-L (식에서, A는 산 기이고, L은 아릴 기, 헤테로아릴 기 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1 -18 탄화수소 사슬을 포함함)로 표시된다. 특정한 구현양태에서, 두 번째 리간드 화합물은 화학식 N-L (식에서, N은 아민 기이고, L은 아릴 기, 헤테로아릴 기 또는 직쇄 또는 분지쇄 C1-18 탄화수소 사슬을 포함함)로 표시된다. 특정한 구현양태에서, 탄화수소 사슬은 하나 이상의 이중 결합, 하나 이상의 삼중 결합 또는 하나 이상의 이중결합 및 하나의 삼중 결합을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 탄화수소 사슬은 -O-, -S-, -N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-O-, -O-C(O)-N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-N(Rb)-, -O-C(O)-O-, -P(Ra)- 또는 -P(O)(Ra)- (여기에서, 각각의 Ra 및 Rb은 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 히드록시알킬, 히드록실 또는 할로알킬임)가 개재된다. 특정한 구현양태에서, 아릴 기는 치환 또는 비치환 시클릭 방향족 기이다. 특정한 구현양태에서, 아릴 기는 페닐, 벤질, 나프틸, 톨릴, 안트라실, 니트로페닐, 또는 할로페닐을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 헤테로아릴 기는 고리에 하나 이상의 헤테로원자를 가진 아릴 기, 예를 들어 푸릴, 피리딜, 피롤릴, 페난트릴을 포함한다. 특정한 구현양태에서, A는 포스핀산 기 또는 카르복실산 기를 포함한다. 특정한 구현양태에서, A는 올레산 기 또는 미리스트산 기를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, A는 포스폰산 기를 포함한다.In certain embodiments, the first ligand compounds is represented by the formula AL (a group formula, A is the acid, L is also an aryl group, a heteroaryl group or a straight-chain or branched-chain C 1 -18 comprising the hydrocarbon chain). In certain embodiments, the second ligand compound is represented by the formula NL, wherein N is an amine group and L is an aryl group, a heteroaryl group, or a straight or branched chain C 1-18 hydrocarbon chain. In certain embodiments, the hydrocarbon chain comprises one or more double bonds, one or more triple bonds or one or more double bonds and one triple bond. In certain embodiments, the hydrocarbon chains are -O-, -S-, -N (R a ) -, -N (R a) -C (O) -O-, -OC (O) -N (R a) -, -N (R a) -C (O) -N (R b) -, -OC (O) -O-, -P (R a) - or -P (O) (R a) - ( where Wherein each R a and R b is independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, hydroxyalkyl, hydroxyl or haloalkyl. In certain embodiments, the aryl group is a substituted or unsubstituted cyclic aromatic group. In certain embodiments, the aryl group includes phenyl, benzyl, naphthyl, tolyl, anthracyl, nitrophenyl, or halophenyl. In certain embodiments, the heteroaryl group includes aryl groups having one or more heteroatoms in the ring, such as furyl, pyridyl, pyrrolyl, phenanthryl. In certain embodiments, A comprises a phosphinic acid group or a carboxylic acid group. In certain embodiments, A comprises an oleic acid group or a myristic acid group. In certain preferred embodiments, A comprises a phosphonic acid group.

본원에 기재된 방법의 특정한 구현양태에서, 방법은 액체 매질에서 수행된다. 바람직하게는, 액체 매질은 배위 용매 또는 배위 용매의 혼합물을 포함한다. 배위 용매의 예는 여기에 제공된 것을 포함한다. 다른 배위 용매가 또한 사용될 수 있다. 특정한 구현양태에서, 방법은 비-배위 용매 또는 비-배위 용매의 혼합물을 포함하는 액체 매질에서 수행될 수 있다. 비-배위 용매의 예는 이에 한정되지 않지만 스쿠알란, 옥타데칸 또는 다른 포화 탄화수소 분자를 포함한다. 2 이상의 용매의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 다른 적절한 비-배위 용매는 당업자에 의해 쉽게 확인될 수 있다.In certain embodiments of the methods described herein, the method is performed in a liquid medium. Preferably, the liquid medium comprises a coordination solvent or a mixture of coordination solvents. Examples of coordination solvents include those provided herein. Other coordination solvents may also be used. In certain embodiments, the method may be carried out in a liquid medium comprising a non-coordinating solvent or a mixture of non-coordinating solvents. Examples of non-coordinating solvents include, but are not limited to, squalane, octadecane, or other saturated hydrocarbon molecules. Mixtures of two or more solvents may also be used. Other suitable non-coordination solvents may be readily ascertainable by those skilled in the art.

개략적인 설명, 하기 상세한 설명 및 특허청구범위에 기재되거나 의도되는 본 발명의 특정한 측면 및 구현양태에서, 나노입자는 코어 및 오버코팅 (또한 이 때 쉘로 언급됨)을 포함할 수 있다. 코어 및 쉘을 포함하는 나노입자는 코어/쉘 구조를 갖는 것으로 언급된다. 쉘은 코어의 적어도 일부 위에 배치된다. 특정한 구현양태에서, 쉘은 코어의 외부 표면의 전부 또는 실질적으로 전부에 배치된다. 코어/쉘 구조를 포함하는 나노입자의 특정한 구현양태에서, 코어는 첫 번째 반도체 재료를 포함할 수 있고 쉘은 두 번째 반도체 재료를 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 코어는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 나노결정은 약 10 나노미터 미만의 직경을 가질 수 있다. 다수의 나노입자를 포함하는 구현양태에서, 나노입자 크기의 분포는 바람직하게는 단분산이다.In particular aspects and embodiments of the present invention, which are described or contemplated in the following description, the following detailed description, and the claims, nanoparticles may include a core and an overcoat (also referred to herein as a shell). Nanoparticles comprising a core and a shell are referred to as having a core / shell structure. The shell is disposed over at least a portion of the core. In certain embodiments, the shell is disposed on all or substantially all of the outer surface of the core. In certain embodiments of nanoparticles comprising a core / shell structure, the core may comprise a first semiconductor material and the shell may comprise a second semiconductor material. In certain embodiments, the core comprises semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the nanocrystals may have a diameter of less than about 10 nanometers. In embodiments involving multiple nanoparticles, the distribution of nanoparticle sizes is preferably monodisperse.

개략적인 설명, 하기 상세한 설명 및 특허청구범위에 기재되거나 의도되는 본 발명의 특정한 측면 및 구현양태에서, 나노입자는 수 불용성이거나 물을 포함하는 액체 매질에 비-분산성이다.In certain aspects and embodiments of the invention described and / or contemplated in the following description, the following detailed description, and the claims, the nanoparticles are either water insoluble or non-dispersible in a liquid medium comprising water.

개략적인 설명, 하기 상세한 설명 및 특허청구범위에 기재되거나 의도되는 본 발명의 특정한 측면 및 구현양태에서, 반도체 재료를 포함하는 나노입자 (바람직하게는 반도체 나노결정)가 여기에 교시된 하나 이상의 리간드의 존재하에서 코팅물로 적어도 부분적으로 오버코팅된다. 특정한 구현양태에서, 코팅물은 하나 이상의 재료를 포함한다. 하나 이상의 재료를 포함하는 코팅물을 포함하는 특정한 구현양태에서, 재료를 연속적으로 적용한다. 특정한 구현양태에서, 코어는 다수의 오버코팅물 또는 그의 표면 위에 배치된 쉘을 포함할 수 있다. 다수의 오버코팅물 또는 쉘의 각각은 동일하거나 상이한 조성을 포함할 수 있다. 개략적인 설명, 하기 상세한 설명 및 특허청구범위에 의해 기재되거나 의도된 본 발명의 특정한 측면 및 구현양태에서, 방법을 비-수성 매질 중에서 수행한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 방법은 콜로이드 합성 방법이다.In certain aspects and embodiments of the invention described or contemplated in the foregoing description, the following detailed description, and the claims, it is to be understood that nanoparticles (preferably semiconductor nanocrystals) comprising a semiconductor material may comprise one or more ligands RTI ID = 0.0 > at least < / RTI > In certain embodiments, the coating comprises one or more materials. In certain embodiments involving a coating comprising one or more materials, the material is applied continuously. In certain embodiments, the core may comprise a plurality of overcoats or shells disposed on the surface thereof. Each of the plurality of overcoats or shells may comprise the same or different composition. In certain aspects and embodiments of the invention described or contemplated by the following description, the following detailed description, and the claims, the method is performed in a non-aqueous medium. In certain preferred embodiments, the method is a colloid synthesis method.

본원에 기재된 상기 및 기타 측면 및 구현양태는 모두 본 발명의 구현양태를 구성한다.These and other aspects and embodiments described herein constitute an embodiment of the present invention.

상기 개략적인 설명 및 하기 상세한 설명 양쪽 모두는 단지 예시 및 설명을 위한 것이고 특허청구되는 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해된다. 다른 구현양태는 본 명세서 및 본원에 기재된 본 발명의 실행을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention as claimed. Other embodiments will be apparent to those skilled in the art in light of the practice of the invention as set forth herein and in the appended claims.

도면에서,
도 1은 본 발명을 실행하는데 유용한 특정한 일례의 조성물의 화학 구조를 나타낸다.
도 2는 지방족 리간드 양자 점 단층 위에서 열적으로 증발된 5 nm CBP를 나타내는 원자력 현미경 영상을 나타낸다.
도 3은 지방족 리간드 양자 점 단층 위에서 열적으로 증발된 15 nm CBP를 나타내는 원자력 현미경 영상을 나타낸다.
도 4는 방향족 리간드 양자 점 단층 위에서 열적으로 증발된 5 nm CBP를 나타내는 원자력 현미경 영상을 나타낸다.
도 5는 반도체 나노결정 층 계면 형태에 미치는 리간드 조성물의 효과를 나타내는 원자력 현미경 영상을 나타낸다.
도 6은 본 발명을 수행하는데 유용한 특정한 조성물의 일례의 화학 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명을 수행하는데 유용한 특정한 조성물의 일례의 화학 구조를 나타낸다.
도 8은 양자 효율을 측정하기 위한 방법을 예증하기 위한 스펙트럼을 나타낸다.
첨부된 도면은 단지 예증을 위해 제시된 단순화된 표시이고 실제 구조는 예를 들어 상대적 평가기준 등을 포함하는 여러 측면에서 상이할 수도 있다.
본 발명을 다른 장점 및 그의 능력과 함께 더욱 잘 이해하기 위하여, 상기 기재된 도면과 관련하여 본 명세서의 개시내용 및 첨부된 청구의 범위를 참조한다.
In the drawings,
Figure 1 illustrates the chemical structure of a particular example composition useful in practicing the present invention.
Figure 2 shows an atomic force microscope image showing 5 nm CBP thermally vaporized on an aliphatic ligand quantum dot layer.
Figure 3 shows an atomic force microscope image showing 15 nm CBP thermally vaporized on an aliphatic ligand quantum dot layer.
Figure 4 shows an atomic force microscope image showing 5 nm CBP thermally evaporated over an aromatic ligand quantum dot layer.
5 shows an atomic force microscope image showing the effect of the ligand composition on the interface shape of the semiconductor nanocrystal layer.
Figure 6 shows an example of the chemical structure of a particular composition useful for carrying out the invention.
Figure 7 shows an example of the chemical structure of a particular composition useful for carrying out the present invention.
Fig. 8 shows a spectrum for illustrating a method for measuring quantum efficiency.
The accompanying drawings are merely provided for illustration purposes only and the actual structure may be different in many respects including, for example, relative evaluation criteria, etc. [
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention, together with other advantages and capabilities thereof, reference is made to the disclosure of the present specification and the appended claims in conjunction with the above described drawings.

본 발명의 특정한 구현양태에 따르면, 그의 표면에 부착된 리간드를 포함하는 나노입자가 제공되며, 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:According to a particular embodiment of the invention there is provided a nanoparticle comprising a ligand attached to its surface, wherein the ligand is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Wherein X is a group selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic group, a phosphine or arsinic acid group, , A phosphine or an arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 또는 극성 비양성자성 기를 나타냄). 리간드는 그의 형성 또는 오버코팅 동안에 나노입자의 표면에 부착되거나 배위된다.Z represents a reactive group that (i) not only can transfer specific chemical properties to the nanoparticles, but also provides specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticles and / or (ii) represents a cyclic, halogenated or polar aprotic group. The ligand is attached or coordinated to the surface of the nanoparticle during its formation or overcoating.

Sp의 예는 이에 한정되지 않지만 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 탄화수소 사슬은 하나 이상의 이중 결합, 하나 이상의 삼중 결합, 또는 하나 이상의 이중 결합 및 하나의 삼중 결합을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 탄화수소 사슬은 -O-, -S-, -N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-O-, -O-C(O)-N(Ra)-, -N(Ra)-C(O)-N(Rb)-, -O-C(O)-O-, -P(Ra)- 또는 -P(O)(Ra)- (여기에서, 각각의 Ra 및 Rb은 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 히드록시알킬, 히드록실 또는 할로알킬임)가 개재된다. Examples of Sp include, but are not limited to, linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains. In certain embodiments, the hydrocarbon chain comprises one or more double bonds, one or more triple bonds, or one or more double bonds and one triple bond. In certain embodiments, the hydrocarbon chains are -O-, -S-, -N (R a ) -, -N (R a) -C (O) -O-, -OC (O) -N (R a) -, -N (R a) -C (O) -N (R b) -, -OC (O) -O-, -P (R a) - or -P (O) (R a) - ( where Wherein each R a and R b is independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, hydroxyalkyl, hydroxyl or haloalkyl.

반응성 기의 예는, 제한 없이, 관능성, 이관능성 및 다관능성 시약 (예를 들어, 호모이관능성 또는 헤테로이관능성), 및 반응성 화학 기 (예를 들어, 티올 또는 카르복실, 히드록실, 아미노, 아민, 술포 등)을 포함한다. 추가의 반응성 기의 예는 카르보디티오에이트, 카르보디티온산, 티오우레아, 아미드, 포스핀 옥사이드, 포스폰 또는 포스핀산, 티오포스폰 또는 티오포스핀산을 포함하고, 이것은 과할로겐화 또는 부분 할로겐화된 알킬 및/또는 아릴 단위로 치환될 수 있다. 시클릭 기의 예는, 이에 한정되지 않지만, 포화 또는 불포화 시클릭 또는 바이시클릭 화합물 (예를 들어, 시클로헥실, 이소보르닐 등) 또는 방향족 화합물 (예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸, 비페닐, 플루오레닐, 트리아릴아민 등)을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 시클릭 기는 하나 이상의 치환 기 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 반응성 화학 기, 유기 기 (알킬, 아릴 등) 등을 포함함)를 포함할 수 있다. 할로겐화 기는, 이에 한정되지 않지만, 플루오르화 기, 과플루오르화 기 (예를 들어, 과플루오로알킬, 과플루오로페닐, 과플루오로아민 등), 염소화 기, 과염소화 기를 포함한다. 극성 비양성자성 기의 예는, 이에 한정되지 않지만 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄, 이민 등을 포함한다.Examples of reactive groups include, without limitation, functional, bifunctional and multifunctional reagents (e.g., homobifunctional or heterobifunctional), and reactive chemical groups (e.g., thiol or carboxyl, hydroxyl, amino , Amines, sulfo, etc.). Examples of further reactive groups include carbodithioates, carbodithioic acids, thioureas, amides, phosphine oxides, phosphones or phosphinic acids, thiophosphones or thiophosphinic acids, which are perhalogenated or partially halogenated Alkyl and / or aryl units. Examples of cyclic groups include, but are not limited to, saturated or unsaturated cyclic or bicyclic compounds (e.g., cyclohexyl, isobornyl, etc.) or aromatic compounds (e.g., phenyl, benzyl, Biphenyl, fluorenyl, triarylamine, and the like). In certain embodiments, cyclic groups may include one or more substituents (including, but not limited to, reactive chemical groups, organic groups (such as alkyl, aryl, etc.), and the like. The halogenating group includes, but is not limited to, a fluorinating group, a perfluorinated group (e.g., perfluoroalkyl, perfluorophenyl, perfluoroamine, etc.), a chlorinating group, and a perchlorinating group. Examples of polar aprotic magnetic groups include, but are not limited to, ketones, aldehydes, amides, ureas, urethanes, imines, and the like.

특정한 구현양태에서, Z을 포함하는 기는 미리 결정된 화학 혼화성 성질을 이것이 부착되는 반도체 나노결정에 부여한다.In certain embodiments, the group comprising Z imparts a predetermined chemical miscibility property to the semiconductor nanocrystals to which it is attached.

특정한 구현양태에서, Z는 비-관능화 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함하지 않는다.In certain embodiments, Z does not include non-functionalized linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals.

특정한 구현양태에 따르면, 그의 표면에 부착된 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드를 포함하는 나노입자가 제공되며, 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:According to a particular embodiment, there is provided a nanoparticle comprising two or more chemically distinct ligands attached to its surface, wherein at least one of said ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Wherein X is a group selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic group, a phosphine or arsinic acid group, , A phosphine or an arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노결정에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 또는 극성 비양성자성 기를 나타냄).Z represents a reactive group that (i) not only can transfer certain chemical properties to the nanocrystals but also provides specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals and / or (ii) represents a cyclic, halogenated or polar aprotic group.

Sp 및 Z의 예는 제한 없이 본원에 기재된 것을 포함한다.Examples of Sp and Z include, but are not limited to, those described herein.

특정한 구현양태에서, Z는 비-관능화 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함하지 않는다.In certain embodiments, Z does not include non-functionalized linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals.

특정한 구현양태에 따르면, 그의 표면에 부착된 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드를 포함하는 나노입자가 제공되며, 첫 번째 리간드는 하기 화학식According to a particular embodiment, there is provided a nanoparticle comprising two or more chemically distinct ligands attached to the surface thereof, wherein the first ligand is represented by the following formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드 기 또는 다른 질소 함유 관능기를 나타내고,(Wherein N represents a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group or other nitrogen-containing functional group,

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고;Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 나노결정에 특정한 화학 성질을 전달할 수 있고/있거나 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄)로 표시되고,Z represents a reactive group capable of transferring specific chemical properties to the nanocrystal and / or providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystal)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기, 또는 기타 인-함유 또는 아르센-함유 관능기를 나타내고;Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group, or other phosphorus-containing or arsenic-containing functional groups;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고;Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 나노결정에 특정한 화학 성질을 전달할 수 있고/있거나 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄).Z represents a reactive group capable of transferring specific chemical properties to the nanocrystal and / or providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystal.

N-Sp-Z 및 P-Sp-Z에 포함하기 위한 Sp 및 Z의 예는, 제한 없이 본원에 기재된 것을 포함한다. Sp 및 Z는 독립적으로 선택될 수 있다. 2개 리간드의 각각에 포함된 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있다.Examples of Sp and Z for inclusion in N-Sp-Z and P-Sp-Z include those described herein without limitation. Sp and Z may be independently selected. Sp and Z contained in each of the two ligands may be the same or different.

특정한 구현양태에서, Z는 비-관능화 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함하지 않는다. In certain embodiments, Z does not include non-functionalized linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals.

본 발명의 다른 구현양태에 따르면, 나노입자를 관능화하는 방법이 제공된다. 방법은 본원에 기재된 리간드 X-Sp-Z (식에서, X, Sp 및 Z는 본 명세서에 기재된 바와 같음)의 존재 하에서 미리 결정된 조성을 가진 나노입자를 형성하기 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of functionalizing nanoparticles is provided. The method comprises reacting a precursor to form a nanoparticle having a predetermined composition in the presence of the ligand X-Sp-Z described herein, wherein X, Sp and Z are as described herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 미리결정된 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 바람직하게는 미리 결정된 조성을 기준으로 한 양으로 반응 혼합물에 포함된다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the predetermined precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition.

특정한 구현양태에서, 방법은 액체 매질 중에서 수행된다. 바람직하게는, 액체 매질은 배위 용매 또는 배위 용매의 혼합물을 포함한다. 배위 용매의 예는 여기에 제공된 것을 포함한다. 다른 배위 용매가 또한 사용될 수 있다. 특정한 구현양태에서, 방법은 비-배위 용매 또는 비-배위 용매의 혼합물을 포함하는 액체 매질 중에서 수행될 수 있다. 비-배위 용매의 예는 이에 한정되지 않지만 스쿠알란, 옥타데칸 또는 기타 다른 포화 탄화수소 분자를 포함한다. 2 이상의 용매의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 다른 적절한 비-배위 용매가 당업자에 의해 쉽게 확인될 수 있다.In certain embodiments, the method is performed in a liquid medium. Preferably, the liquid medium comprises a coordination solvent or a mixture of coordination solvents. Examples of coordination solvents include those provided herein. Other coordination solvents may also be used. In certain embodiments, the method can be performed in a liquid medium comprising a non-coordinating solvent or a mixture of non-coordinating solvents. Examples of non-coordinating solvents include, but are not limited to, squalane, octadecane, or other saturated hydrocarbon molecules. Mixtures of two or more solvents may also be used. Other suitable non-coordination solvents may be readily ascertainable by those skilled in the art.

특정한 구현양태에서, 하나 이상의 금속-함유 전구체에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:0.1 내지 약 1:100의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 금속-함유 전구체에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:1 내지 약 1:50의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 하나 이상의 금속-함유 전구체에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시된 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:1 내지 약 1:30의 범위이다. 방법이 액체 매질에서 수행되는 특정한 구현양태에서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 500:1 내지 약 2:1의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 100:1 내지 약 5:1이다. 특정한 구현양태에서, 리간드 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 50:1 내지 약 5:1의 범위이다.In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metal contained in one or more metal-containing precursors to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 0.1 to about 1: 100. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metal contained in one or more metal-containing precursors to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 1 to about 1: 50. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metals contained in the at least one metal-containing precursor to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 1 to about 1:30. In certain embodiments in which the process is carried out in a liquid medium, the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 500: 1 to about 2: 1. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z is from about 100: 1 to about 5: 1. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of ligand media to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 50: 1 to about 5: 1.

특정한 구현양태에 따르면, 나노입자를 관능화하는 방법이 제공된다. 방법은 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재 하에서 미리결정된 조성을 가진 나노입자를 형성하기 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하며, 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:According to certain embodiments, a method of functionalizing nanoparticles is provided. The method includes reacting a precursor to form nanoparticles having a predetermined composition in the presence of at least two chemically distinct ligands, wherein at least one of the ligands is represented by the formula:

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; X is a group selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsine acid group, a phosphate or arsenate group, An arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 또는 극성 비양성자성 기를 나타냄).Z represents a reactive group that (i) not only can transfer certain chemical properties to the nanoparticles, but also provides specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals and / or (ii) represents a cyclic, halogenated or polar aprotic group.

특정한 구현양태에서, Z는 비-관능화 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함하지 않는다. Sp 및 Z의 예는 제한 없이 본원에 기재된 것을 포함한다.In certain embodiments, Z does not include non-functionalized linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains. Examples of Sp and Z include, but are not limited to, those described herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 미리결정된 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 미리 결정된 조성을 기준으로 한 양으로 반응 혼합물에 바람직하게 포함된다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the predetermined precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition.

특정한 구현양태에서, 나노입자를 관능화하는 방법이 제공된다. 방법은 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드의 존재 하에서 미리결정된 조성을 가진 나노입자를 형성하기 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하며, 이 때 첫 번째 리간드는 하기 화학식In certain embodiments, a method of functionalizing nanoparticles is provided. The method comprises reacting a precursor to form a nanoparticle having a predetermined composition in the presence of at least two chemically distinct ligands, wherein the first ligand is represented by the following formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

N는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기를 나타내고; N represents a primary amine group, a secondary amine group, urea, thiourea, an imidazole group, or an amide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 특정한 화학 성질을 나노결정에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄)으로 표시되고,Z represents a reactive group not only capable of transferring specific chemical properties to the nanocrystals but also providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고;Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고;Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 나노결정에 특정한 화학 성질을 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄).Z represents a reactive group capable of delivering specific chemical properties to the nanocrystals as well as providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals.

Sp 및 Z의 예는 제한 없이 본원에 기재된 것을 포함한다. Sp 및 Z는 독립적으로 선택될 수 있다. 2개 리간드의 각각에 포함된 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있다.Examples of Sp and Z include, but are not limited to, those described herein. Sp and Z may be independently selected. Sp and Z contained in each of the two ligands may be the same or different.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 미리 결정된 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 바람직하게는 미리 결정된 조성을 기준으로 한 양으로 반응 혼합물에 포함된다. 본 발명의 다른 구현양태에 따르면, 나노입자의 표면의 적어도 일부를 미리 결정된 조성을 가진 코팅 재료로 오버코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드 및 코팅되어질 나노입자의 존재 하에서 미리 결정된 코팅 재료를 위한 전구체를 반응시키고, 이 때 X, Sp 및 Z는 본원에 기재된 것과 같다. 특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 코팅 조성물은 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 바람직하게는 미리 결정된 조성을 기준으로 한 양으로 반응 혼합물에 포함된다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the predetermined precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of overcoating at least a portion of the surface of a nanoparticle with a coating material having a predetermined composition, the method comprising the step of coating the ligand represented by the formula X-Sp-Z and the coated nanoparticle Reacting a precursor for a predetermined coating material in the presence of a solvent, wherein X, Sp and Z are as described herein. In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the coating composition comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition.

특정한 구현양태에서, 방법은 액체 매질 중에서 수행된다. 바람직하게는, 액체 매질은 배위 용매 또는 배위 용매의 혼합물을 포함한다. 배위 용매의 예는 여기에 제공된 것을 포함한다. 다른 배위 용매가 또한 사용될 수 있다. 특정한 구현양태에서, 방법은 비-배위 용매 또는 비-배위 용매의 혼합물을 포함하는 액체 매질에서 수행될 수 있다. 비-배위 용매의 예는, 이에 한정되지는 않지만, 스쿠알란, 옥타데칸 또는 기타 다른 포화 탄화수소 분자를 포함한다. 2 이상의 용매의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 다른 적절한 비-배위 용매가 당업자에 의해 쉽게 확인될 수 있다.In certain embodiments, the method is performed in a liquid medium. Preferably, the liquid medium comprises a coordination solvent or a mixture of coordination solvents. Examples of coordination solvents include those provided herein. Other coordination solvents may also be used. In certain embodiments, the method may be carried out in a liquid medium comprising a non-coordinating solvent or a mixture of non-coordinating solvents. Examples of non-coordinating solvents include, but are not limited to, squalane, octadecane, or other saturated hydrocarbon molecules. Mixtures of two or more solvents may also be used. Other suitable non-coordination solvents may be readily ascertainable by those skilled in the art.

특정한 구현양태에서, 오버코팅되는 나노입자에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:0.1 내지 약 1:100의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 오버코팅되는 나노입자에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:1 내지 약 1:50의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 나노입자에 포함되는 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 1:1 내지 약 1:30의 범위이다.In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metal contained in the overcoated nanoparticles to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 0.1 to about 1: 100. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metal contained in the overcoated nanoparticles to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 1 to about 1: 50. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of metal contained in the nanoparticles to the total moles of ligands represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 1: 1 to about 1:30.

액체 매질에서 수행되는 방법의 특정한 구현양태에서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 500:1 내지 약 2:1의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 100:1 내지 약 5:1의 범위이다. 특정한 구현양태에서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비는 약 50:1 내지 약 5:1의 범위이다. 본 발명의 추가의 구현양태에 따르면, 미리 결정된 조성을 가진 코팅 재료로 나노입자의 표면의 적어도 일부를 오버코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드 및 코팅되어질 나노입자의 존재하에서 미리 결정된 코팅 재료를 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하며, 상기 리간드의 하나 이상은 하기 화학식으로 표시된다:In certain embodiments of the method carried out in a liquid medium, the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 500: 1 to about 2: 1. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 100: 1 to about 5: 1. In certain embodiments, the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from about 50: 1 to about 5: 1. According to a further embodiment of the present invention there is provided a method of overcoating at least a portion of the surface of a nanoparticle with a coating material having a predetermined composition, the method comprising the step of providing the presence of at least two chemically distinct ligands and nanoparticles to be coated , Wherein at least one of said ligands is represented by the formula: < RTI ID = 0.0 >

X-Sp-ZX-Sp-Z

(상기 식에서, (Wherein,

X는 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; X is a group selected from the group consisting of a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, an amide group, a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsine acid group, a phosphate or arsenate group, An arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고; Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노결정에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기 및/또는 (ii) 시클릭, 할로겐화 또는 극성 비양성자성 기를 나타냄).Z represents a reactive group that (i) not only can transfer certain chemical properties to the nanocrystals but also provides specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals and / or (ii) represents a cyclic, halogenated or polar aprotic group.

특정한 구현양태에서, Z는 비-관능화 직쇄 또는 분지쇄 C1-C18 탄화수소 사슬을 포함하지 않는다.In certain embodiments, Z does not include non-functionalized linear or branched C 1 -C 18 hydrocarbon chains.

Sp 및 Z의 예는 제한 없이 본원에 기재된 것을 포함한다.Examples of Sp and Z include, but are not limited to, those described herein.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 코팅 조성물은 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 바람직하게는 미리 결정된 조성을 기초로 한 양으로 반응 혼합물에 포함된다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. In certain embodiments, the coating composition comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition.

특정한 구현양태에서, 나노입자의 표면의 적어도 일부를 미리 결정된 조성을 가진 코팅 재료로 오버코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은 2 이상의 화학적으로 뚜렷이 다른 리간드 및 코팅되어질 나노입자의 존재 하에서 미리 결정된 코팅 재료를 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하고, 이 때 첫 번째 리간드는 하기 화학식In certain embodiments, there is provided a method of overcoating at least a portion of the surface of a nanoparticle with a coating material having a predetermined composition, the method comprising the step of coating a predetermined coating material in the presence of two or more chemically distinct ligands and coated nanoparticles Wherein the first ligand is selected from the group consisting of the following formula

N-Sp-ZN-Sp-Z

(상기 식에서, N은 1차 아민 기, 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 이미디졸 기, 아미드 기를 나타내고;(Wherein N represents a primary amine group, a secondary amine group, a urea, a thiourea, an imidazole group, or an amide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고;Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 특정한 화학 성질을 나노결정에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄)로 표시되고,Z represents a reactive group not only capable of transferring specific chemical properties to the nanocrystals but also providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals)

두 번째 리간드는 하기 화학식으로 표시된다:The second ligand is represented by the formula:

Y-Sp-ZY-Sp-Z

(상기 식에서, Y는 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 포스페이트 또는 아르세네이트 기, 포스핀 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고;Wherein Y represents a phosphone or arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, a phosphate or arsenate group, a phosphine or arsine oxide group;

Sp는 스페이서 기, 예컨대 전하를 전달할 수 있는 기 또는 격리 기를 나타내고;Sp represents a spacer group, e.g., a group or an isomer capable of transferring charge;

Z는 특정한 화학 성질을 나노결정에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노결정의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하는 반응성 기를 나타냄).Z represents a reactive group capable of transferring specific chemical properties to the nanocrystals as well as providing specific chemical reactivity to the surface of the nanocrystals.

Sp 및 Z의 예는, 제한 없이, 본원에 기재된 것을 포함한다. Sp 및 Z는 독립적으로 선택될 수 있다. 2개의 리간드를 포함하는 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있다.Examples of Sp and Z include, but are not limited to, those described herein. Sp and Z may be independently selected. Sp and Z comprising two ligands may be the same or different.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노입자를 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자는 반도체 나노결정을 포함한다.In certain embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanoparticles. In certain preferred embodiments, the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals.

특정한 구현양태에서, 코팅 조성물은 반도체 재료를 포함한다. 특정한 구현양태에서, 전구체는 금속-함유 전구체 및 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함한다. 전구체는 바람직하게는 미리 결정된 조성을 기준으로 한 양으로 반응 혼합물에 포함된다.In certain embodiments, the coating composition comprises a semiconductor material. In certain embodiments, the precursor comprises a metal-containing precursor and a chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. The precursor is preferably included in the reaction mixture in an amount based on a predetermined composition.

본원에 기재된 방법을 수행함에 있어서, 전구체를 선택하고, 미리 결정된 조성을 가진 나노입자를 제조하기 위한 반응 조건 하에서 그를 위한 양으로 그를 위한 시간 동안 반응시킨다. 이러한 변수는 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 특정한 구현양태에서, (실질적으로 수분 및 공기를 갖지 않은) 조절된 대기 중에서 반응을 수행한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 무-수분 불활성 대기 중에서 반응을 수행한다.In carrying out the method described herein, the precursor is selected and reacted for a time therefor for an amount therefor under reaction conditions to produce nanoparticles with a predetermined composition. Such variables can be readily determined by those skilled in the art. In certain embodiments, the reaction is carried out in a controlled atmosphere (substantially free of moisture and air). In certain preferred embodiments, the reaction is carried out in a no-water-inert atmosphere.

본 발명의 특정한 구현양태에서, 하기 화학식을 가진 하나 이상의 분자의 존재 하에서 나노입자의 외부 표면의 적어도 일부 위에 쉘을 생성하기 위하여 나노입자 (예를 들어, 반도체 나노결정)를 형성하거나 오버코팅한다.In certain embodiments of the invention, nanoparticles (e.g., semiconductor nanocrystals) are formed or overcoated to produce a shell on at least a portion of the outer surface of the nanoparticle in the presence of one or more molecules having the formula:

Figure 112010022630255-pct00001
Figure 112010022630255-pct00001

(상기 식에서,(Wherein,

R1은 히드록실 기를 나타내고; R2는 히드록실, 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR11, -NHR11, -NR11R11, -SR11 (여기에서, R11은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타내고, R3 및 R4은 동일하거나 상이할 수 있고 결합, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로탄소 기,R 1 represents a hydroxyl group; R 2 is selected from the group consisting of hydroxyl, hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 11 , -NHR 11 , -NR 11 R 11 , -SR 11 wherein R 11 is hydrogen, R 3 and R 4 may be the same or different and each represents a bond, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00002
Figure 112010022630255-pct00002

(여기에서, R12은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R5은 수소, 하나 이상의 관능기를 포함하는 알킬 기, 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR13, -NHR13, -NR13R13, -SR13 (여기에서, R13은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타내고; R6은 수소를 나타내고; R7은 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR14, -NHR14, -NR14R14, -SR14 (여기에서, R14은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타내고; R8 및 R9은 동일하거나 상이할 수 있고, 결합, 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로카본 기,(Wherein R 12 is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 5 is in the hydrogen, alkyl group containing at least one functional group, an alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 13, -NHR 13, -NR 13 R 13, -SR 13 ( where, R 13 is hydrogen, An alkyl group or an aryl group; R 6 represents hydrogen; Wherein R 7 represents hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 14 , -NHR 14 , -NR 14 R 14 , -SR 14 (wherein R 14 represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group) Lt; / RTI > R 8 and R 9 may be the same or different and each represents a bond, an alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00003
Figure 112010022630255-pct00003

(여기에서, R15은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R8은 또한 알킬 기를 나타내고; R9은 하나 이상의 관능기를 포함하는 알킬 기를 나타낼 수 있고; R10은 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR16, -NHR16, -NR16R16, -SR16 (여기에서, R16은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타냄).(Wherein R < 15 > is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 8 also represents an alkyl group; R 9 may represent an alkyl group containing at least one functional group; R 10 is hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 16 , -NHR 16 , -NR 16 R 16 , -SR 16 (Wherein R 16 represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group).

또한, 본원에 기재된 구성은 원하는 특징을 가진 양자 점 표면을 맞추기 위한 규격단위 합성 계획의 가능성을 열어놓았다. 예를 들어, 말단 히드록실 기는 추가의 화학 반응성을 위한 부위를 제공한다. -OH 기의 친핵 성질은 적절한 친전자기와 다양한 첨가 및 치환 반응을 수행할 수 있다. 예를 들어, 이러한 친핵 표면 기를 가진 양자 점 (예를 들어, 반도체 나노결정)이 친전자기, 예컨대 산 클로라이드, 이소시아네이트, 또는 카르복실 산 기와 반응되어 하기 에스테르 및 우레탄 결합이 얻어질 수 있다:The configuration described herein also opens up the possibility of a unit-of-synthesis synthesis scheme to match the quantum dot surface with desired features. For example, the terminal hydroxyl groups provide sites for additional chemical reactivity. The nucleophilic nature of the -OH group can carry out various addition and substitution reactions with suitable electrophiles. For example, the following ester and urethane linkages can be obtained by reacting proton dyes (e. G., Semiconductor nanocrystals) with such nucleophilic surface groups with an electrophile such as an acid chloride, isocyanate, or carboxylic acid group:

Figure 112010022630255-pct00004
Figure 112010022630255-pct00004

여기에서, R은 어떠한 치환기일 수 있다. -OH 기가 1차 아민을 치환할 수 있고 그 결과 여기에 언급된 친전자기를 가진 아미드 및 우레아 결합이 얻어진다:Here, R may be any substituent. The -OH group can displace the primary amine and as a result an amide and urea bond with the electrophilic moiety mentioned here is obtained:

Figure 112010022630255-pct00005
Figure 112010022630255-pct00005

여기에서, R은 어떠한 치환기일 수 있다. Here, R may be any substituent.

말단 히드록실 기를 가진 반도체 나노결정 표면의 관능화Functionalization of surface of semiconductor nanocrystals with terminal hydroxyl groups

사용된 화학 구조:Chemical structure used:

Figure 112010022630255-pct00006
Figure 112010022630255-pct00006

포스핀 옥사이드 (TOPO)의 존재 하에서 고 비점 극성 비양성자성 용매 (예를 들어, 1,3-디메틸-2-이미다졸리돈 (DMI), 카르비톨 아세테이트, N,N-디메틸아크릴아미드(DMAc), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP) 등)를 첨가하여 이러한 접근을 달성할 수 있다.Dimethylimidazolidone (DMI), carbitol acetate, N, N-dimethyl acrylamide (DMAc), or the like, in the presence of phosphine oxide (TOPO) in a high boiling polar aprotic solvent ), 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), etc.) can be added to achieve this approach.

히드록시-말단 반도체 나노결정에 종을 결합시키는 예Examples of binding species to hydroxy-terminated semiconductor nanocrystals

Figure 112010022630255-pct00007
Figure 112010022630255-pct00007

관능기는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 이소시아네이트, 산 클로라이드, 및 카르복실산이다. 여기에서, R은 이에 한정되지 않지만 하기 화학 종의 어느 것일 수 있다 (분자를 여기에 나타낸 관능기에 연결시키는 어떠한 길이의 지방족 사슬 링커를 가짐). The functional groups are isocyanate, acid chloride, and carboxylic acid from left to right. Here, R may be any of the following chemical species, but is not limited thereto (having any length of aliphatic chain linker linking the molecule to the functional groups indicated herein).

Figure 112010022630255-pct00008
Figure 112010022630255-pct00008

본원에 기재된 시스템은 오버코팅 절차에서 용매로서 사용되는 포스핀 옥사이드 유도체에 유사한 가변성을 형성함으로써 더욱 확대될 수 있다. 이러한 종은 하기 식을 갖는다:The systems described herein can be further extended by forming similar variants to the phosphine oxide derivatives used as solvents in the overcoating procedure. Such species have the formula:

Figure 112010022630255-pct00009
Figure 112010022630255-pct00009

여기에서, R17, R18 및 R19은 동일하거나 상이할 수 있고, 결합, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로카본 기,Here, R 17 , R 18 and R 19 may be the same or different and each represents a bond, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00010
Figure 112010022630255-pct00010

(여기에서, R23은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R20, R21 및 R22은 동일하거나 상이할 수 있고 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR24, -NHR24, -NR24R24, -SR24 (여기에서, R24은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타낸다.(Wherein R < 23 > is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 20 , R 21 and R 22 may be the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 24 , -NHR 24 , -NR 24 R 24 , -SR 24 , And R 24 represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group.

반응에 예측불가능한 효과를 미칠 수 있는 불순물의 도입을 피하기 위하여, 리간드는 바람직하게는 적어도 99 중량%, 바람직하게는 99.5 중량% 초과의 순도를 가져야 한다.In order to avoid the introduction of impurities which may have an unpredictable effect on the reaction, the ligand should preferably have a purity of at least 99% by weight, preferably more than 99.5% by weight.

본 발명의 실행에서 유용한 포스핀 또는 아르신 산 기는 모노- 및 디-포스핀/아르신 산 기를 포함할 수도 있다.The phosphine or arginic acid groups useful in the practice of the present invention may also include mono- and di-phosphine / arsinic acid groups.

본 발명의 특정한 구현양태에 따르면, 하기 화학식의 하나로 표시되는 분자 또는 하기 화학식의 양쪽 모두의 분자의 존재하에서 나노입자의 외부 표면의 적어도 일부 위에 쉘을 생성하기 위하여, 나노입자 (예를 들어, 반도체 나노결정)를 형성하거나 오버코팅한다:According to a particular embodiment of the present invention, nanoparticles (e. G., Semiconductors < / RTI > Nanocrystals) are formed or overcoated:

Figure 112010022630255-pct00011
Figure 112010022630255-pct00011

(상기 왼쪽 식에서, P는 대안적으로 As일 수도 있음)(In the above left formula, P may alternatively be As)

여기에서, R1은 히드록실 기를 나타내고; R2은 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR11, -NHR11, -NR11R11, -SR11 (이 때 R11은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타내고; R3 및 R4은 동일하거나 상이할 수 있고, 결합, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로카본 기,Wherein R 1 represents a hydroxyl group; R 2 is hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 11 , -NHR 11 , -NR 11 R 11 , -SR 11 wherein R 11 represents a hydrogen, an alkyl group or an aryl group, ; R 3 and R 4 may be the same or different and each represents a bond, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00012
Figure 112010022630255-pct00012

(여기에서, R12은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R5은 수소, 하나 이상의 관능기를 포함하는 알킬 기, 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR13, -NHR13, -NR13R13, -SR13 (이 때 R13은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타내고; R6은 수소를 나타내고; R7은 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR14, -NHR14, -NR14R14, -SR14 (이 때 R14은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타내고; R8 및 R9은 동일하거나 상이할 수 있고, 결합, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로카본 기,(Wherein R 12 is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 5 is hydrogen, an alkyl group, an alkylene group containing one or more functional groups, aryl or arylene group, -OR 13, -NHR 13, -NR 13 R 13, -SR 13 ( At this time, R 13 is hydrogen, alkyl Or an aryl group; R 6 represents hydrogen; R 7 is selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 14 , -NHR 14 , -NR 14 R 14 , -SR 14 wherein R 14 is hydrogen, an alkyl group or an aryl group ; R 8 and R 9 may be the same or different and each represents a bond, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00013
Figure 112010022630255-pct00013

(여기에서, R15은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R10은 수소, 하나 이상의 관능기를 포함하는 알킬 기, 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR16, -NHR16, -NR16R16, -SR16 (이 때 R16은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타낸다.(Wherein R < 15 > is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 10 is hydrogen, an alkyl group containing at least one functional group, an alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 16 , -NHR 16 , -NR 16 R 16 , -SR 16 wherein R 16 is hydrogen, Group or an aryl group).

여기에 언급된 바와 같이, 시스템은 오버코팅 절차에서 용매로서 사용되는 포스핀 옥사이드 유도체에 유사한 가변성을 형성함으로써 더욱 확대될 수 있다. 이러한 종은 하기 식을 갖는다:As mentioned herein, the system can be further extended by forming a similar variability to the phosphine oxide derivative used as solvent in the overcoating procedure. Such species have the formula:

Figure 112010022630255-pct00014
Figure 112010022630255-pct00014

여기에서, R17, R18 및 R19은 동일하거나 상이할 수 있고, 결합, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, 플루오로카본 기,Here, R 17 , R 18 and R 19 may be the same or different and each represents a bond, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, a fluorocarbon group,

Figure 112010022630255-pct00015
Figure 112010022630255-pct00015

(여기에서, R23은 알킬 또는 알킬렌 기 또는 아릴 또는 아릴렌 기임)를 나타내고; R20, R21 및 R22은 동일하거나 상이할 수 있고 수소, 알킬 또는 알킬렌 기, 아릴 또는 아릴렌 기, -OR24, -NHR24, -NR24R24, -SR24 (여기에서, R24은 수소, 알킬 기 또는 아릴 기를 나타냄)를 나타낸다.(Wherein R < 23 > is an alkyl or alkylene group or an aryl or arylene group); R 20 , R 21 and R 22 may be the same or different and are selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl or alkylene group, an aryl or arylene group, -OR 24 , -NHR 24 , -NR 24 R 24 , -SR 24 , And R 24 represents hydrogen, an alkyl group or an aryl group.

반응에 예측불가능한 효과를 미칠 수 있는 불순물의 도입을 피하기 위하여, 리간드는 바람직하게는 적어도 99 중량%, 바람직하게는 99.5 중량% 초과의 순도를 가져야 한다.In order to avoid the introduction of impurities which may have an unpredictable effect on the reaction, the ligand should preferably have a purity of at least 99% by weight, preferably more than 99.5% by weight.

본 발명의 실행에서 유용한 포스핀 산 기는 모노- 및 디-포스핀 산 기를 포함할 수도 있다.Phosphinic acid groups useful in the practice of the present invention may include mono- and di-phosphinic acid groups.

본원에 기재된 바와 같이, 상기 기재된 인-함유 산 및 옥사이드 기의 비소 변형이 사용될 수도 있다.As described herein, arsenic modification of the phosphorus-containing acid and oxide groups described above may also be used.

본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 명백해질 것이며, 이것은 본 발명의 예로서 해석된다.The present invention will become more apparent from the following examples, which are to be construed as examples of the present invention.

<실시예><Examples>

실시예Example 1A 1A

용매로서 TOPO로 오버코팅 절차를 수행하고, 기존의 지방족 포스폰산 및 아민 종을 방향족 유도체로 대체하여 (도 1 참조), 그들의 광학 성질을 유지하면서 새로운 표면 화학을 가진 반도체 나노결정을 얻는다. 반도체 나노결정은 헥산에서 더 이상 가용성이 아니지만, 톨루엔 및 클로로포름에 쉽게 용해된다. 추가로, 종래의 지방족 반도체 나노결정 표면 화학과 관련된 "교련(puddling)" 없이, 유기 분자의 얇은 필름을 합성 변형된 나노결정의 정렬된 필름 위로 확실히 침착시킬 수 있다 (도 2 - 5 참조). TOPO가 반응 동안에 초과된다는 사실에도 불구하고, 포스폰산/아민 염이 반도체 나노결정의 표면 위의 주된 종인 것으로 생각된다.The overcoating procedure is carried out with TOPO as a solvent and conventional aliphatic phosphonic acids and amine species are replaced with aromatic derivatives (see Fig. 1) to obtain semiconductor nanocrystals with new surface chemistry while maintaining their optical properties. Semiconductor nanocrystals are no longer soluble in hexane, but are readily soluble in toluene and chloroform. In addition, a thin film of organic molecules can be reliably deposited on an ordered film of synthetic modified nanocrystals, without "puddling" associated with conventional aliphatic semiconductor nanocrystal surface chemistry (see FIGS. 2-5). Despite the fact that TOPO is exceeded during the reaction, it is believed that the phosphonic acid / amine salt is the predominant species on the surface of the semiconductor nanocrystals.

적색 광을 방출할 수 있는 방향족 반도체 나노결정의 제조Manufacture of aromatic semiconductor nanocrystals capable of emitting red light

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 20 mL 바이알에서 100 ℃에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조시키고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 도달되면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 빠르게 주입하면서 온도를 270 ℃로 다시 되돌렸다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 도달되면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 안에서 CdSe 코어가 성장 용액으로부터 침전되었다. 이어서, 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 만들기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mmol of cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine at 100 &lt; 0 &gt; C in a 20 mL vial followed by drying and degassing for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. 1.1 mL of 1.5M TBP-Se was rapidly injected and the temperature was again returned to 270 占 폚. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was then dissolved in hexane and used to make the core-shell material.

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 벤질포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 혼합물을 건조시키고 약 1시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 이어서, 플라스크를 75 ℃로 냉각하고 단리된 CdSe 코어를 함유한 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 헥산을 감압 하에 제거한 다음 2.4 밀리몰의 페닐에틸아민을 반응 혼합물에 첨가하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연, 및 헥사메틸디실라티안을 각각 Cd, Zn 및 S 전구체로서 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합하는 반면, S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 내에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 일단 전구체 용액이 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 155 ℃에서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 톨루엔에 용해시켰다. 반도체 나노결정은 34 nm의 FWHM 및 50%의 용액 양자 수율과 함께 616 nm의 최대 방출을 가졌다. Synthesis of CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of benzylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was then cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. The hexane was removed under reduced pressure, and 2.4 mmol of phenylethylamine was added to the reaction mixture. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. While Cd and Zn were mixed in equimolar proportions, S was 2-fold excess for Cd and Zn. The Cd / Zn and S samples were each dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 캜 under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 &lt; 0 &gt; C over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by addition of a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in toluene. The semiconductor nanocrystals had a maximum emission of 616 nm with FWHM of 34 nm and a solution quantum yield of 50%.

샘플 제조. 세정된 유리 기판을 플라즈마 클리너에서 애싱(ash)하고, PEDOT:PSS (70 nm)로 코팅하였다. 기판을 질소 환경에 놓아두고 120 ℃에서 20분간 소성하였다. 50 nm E105 (N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스-(페닐)-9,9-스피로-비플루오렌, LumTec)를 열 증발을 통하여 2e-6 토르 미만의 진공 챔버에서 증발시켰다. 접촉 인쇄를 통하여 방향족 양자 점의 적용을 달성하였다. 첫 번째 흡수 특징에서 0.3의 광학 밀도(OD)를 가진 반도체 나노결정의 분산액을 파릴렌 코팅된 스탬프에서 60초 동안 3000 rpm에서 스핀-코팅한 다음, E105 기판 위에 찍어서 방향족 양자 점의 단층을 침착시켰다. 이어서, 기판을 열 증발 챔버로 다시 가져오고, 각각 5 nm 및 15 nm의 CBP (4,4'-비스(카르바졸-9-일)비페닐, LumTec)을 2e-6 토르 미만에서 증발시켰다. 도 2 내지 5는 이러한 샘플 제조 예에 설명된 샘플의 영상을 나타낸다. Sample preparation . The cleaned glass substrate was ashed in a plasma cleaner and coated with PEDOT: PSS (70 nm). The substrate was placed in a nitrogen atmosphere and fired at 120 ° C for 20 minutes. 50 nm E105 (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis- (phenyl) -9,9- spiro-bifluorene, LumTec) And evaporated in a vacuum chamber. Application of aromatic quantum dots was achieved through contact printing. The dispersion of semiconductor nanocrystals with an optical density (OD) of 0.3 in the first absorption characteristic was spin-coated in a parylene-coated stamp at 3000 rpm for 60 seconds and then spotted onto an E105 substrate to deposit a monolayer of aromatic quantum dots . Subsequently, the substrate was brought back to the thermal evaporation chamber and CBP (4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl, LumTec) of 5 nm and 15 nm, respectively, was evaporated below 2e-6 torr. Figs. 2 to 5 show images of the samples described in this sample preparation example.

하기 실시예 1-B 및 1-C는, 도 1에 나타낸 페닐에틸아민을 사용하지 않으면서, 벤질 포스폰산 리간드를 포함하는 반도체 나노결정을 제조하는 것에 관한 것이다.The following Examples 1-B and 1-C relate to the production of semiconductor nanocrystals comprising a benzylphosphonic acid ligand, without using the phenylethylamine shown in Fig.

실시예Example 1-B 1-B

녹색 광을 방출할 수 있는 반도체 나노결정의 제조:Production of semiconductor nanocrystals capable of emitting green light:

ZnSe 코어의 합성: 0.69 밀리몰 디에틸 아연을 5 mL의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시키고 1 mL의 1M TBP-Se와 혼합하였다. 28.9 밀리몰의 올레일아민을 3-목 플라스크에 부하하고, 건조시키고 90 ℃에서 1 시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, 플라스크를 310 ℃로 질소 하에 가열하였다. 일단 온도가 310 ℃에 이르면, 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, Zn 용액을 주입하고 반응 혼합물을 270 ℃에서 15 내지 30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 350 nm에 도달되면, 플라스크 온도를 160 ℃로 강하시킴으로써 반응을 중단하고, CdZnSe 코어의 제조를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다. Synthesis of ZnSe core : 0.69 mmol of diethylzinc was dissolved in 5 mL of tri-n-octylphosphine and mixed with 1 mL of 1M TBP-Se. 28.9 mmol of oleylamine was loaded into a three-necked flask, dried and degassed at 90 DEG C for 1 hour. After degassing, the flask was heated to 310 DEG C under nitrogen. Once the temperature reached 310 캜, a Zn solution was injected and the reaction mixture was heated at 270 캜 for 15 to 30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 350 nm, the reaction was stopped by dropping the flask temperature to 160 캜 and used without further purification for the preparation of the CdZnSe core.

CdZnSe 코어의 합성: 1.12 밀리몰 디메틸카드뮴을 5 mL의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시키고 1mL의 1M TBP-Se와 혼합하였다. 4-목 플라스크에, 41.38 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 4 밀리몰의 헥실포스폰산을 부하하고, 건조시키고, 120 ℃에서 1 시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, 산화물/산을 질소 하에서 160 ℃로 가열하고, 8 ml의 ZnSe 코어 성장 용액을 160 ℃에서 플라스크로 옮긴 직후 20분에 걸쳐서 주사기 펌프를 통해 Cd/Se 용액을 첨가하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 150 ℃에서 16 내지 20 시간 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 방출 피크가 500 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 n-부탄올의 2:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdZnSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdZnSe core : 1.12 mmol dimethylcadmium was dissolved in 5 mL of tri-n-octylphosphine and mixed with 1 mL of 1M TBP-Se. A four-necked flask was charged with 41.38 mmol of trioctylphosphine oxide and 4 mmol of hexylphosphonic acid, dried and degassed at 120 ° C for 1 hour. After degassing, the oxide / acid was heated to 160 ° C under nitrogen and the Cd / Se solution was added via syringe pump over 20 minutes immediately after 8 ml of the ZnSe core growth solution was transferred to the flask at 160 ° C. The reaction mixture was heated at 150 &lt; 0 &gt; C for 16-20 hours while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the emission peak of the nanocrystals reached 500 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. CdZnSe cores were precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 2: 1 mixture of methanol and n-butanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

CdZnSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 벤질포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 이어서 혼합물을 건조시키고 약 1 시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 플라스크를 75 ℃로 냉각하고, 단리된 CdZnSe 코어를 함유하는 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 감압 하에 헥산을 제거하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연 및 헥사메틸디실라티안을 Cd, Zn 및 S 전구체로서 각각 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합하는 반면 S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 안에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 전구체 용액이 일단 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 150 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 150 ℃에서 1시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 헥산에 용해시키고 반도체 나노결정 복합 재료를 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdZnSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of benzylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was then dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdZnSe core was added to the reaction mixture. Hexane was removed under reduced pressure. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. While Cd and Zn were mixed in equimolar proportions while S was 2-fold excess for Cd and Zn. Cd / Zn and S samples were respectively dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 150 캜 under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 150 &lt; 0 &gt; C over 1 hour using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in hexane and used to form semiconductor nanocrystalline composites.

실시예Example 1-C 1-C

적색 광을 방출할 수 있는 반도체 나노결정의 제조Manufacture of semiconductor nanocrystals capable of emitting red light

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 20 mL 바이알에서 100 ℃에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조하고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 이르면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 온도를 270 ℃로 되돌리고 이때 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 급속히 주입하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mmol of cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine at 100 &lt; 0 &gt; C in a 20 mL vial followed by drying and degassing for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. The temperature was returned to 270 캜 and 1.1 mL of 1.5 M TBP-Se was rapidly injected. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 벤질포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 이어서 혼합물을 건조시키고 약 1 시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 플라스크를 75 ℃로 냉각하고, 단리된 CdSe 코어를 함유하는 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 헥산을 감압 하에 제거하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연 및 헥사메틸디실라티안을 Cd, Zn 및 S 전구체로서 각각 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합하는 반면 S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 안에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 전구체 용액이 일단 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 155 ℃에서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 톨루엔에 용해시키고 양자 점 복합 재료를 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of benzylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was then dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. The hexane was removed under reduced pressure. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. While Cd and Zn were mixed in equimolar proportions while S was 2-fold excess for Cd and Zn. Cd / Zn and S samples were respectively dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 DEG C under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 &lt; 0 &gt; C over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in toluene and used to form a quantum dot composite.

실시예Example 2 2

용매로서 TOPO로 오버코팅 절차를 수행하고, 아민 종의 플루오르화 유도체를 헥실포스폰산, 지방족 포스폰산 (도 6 참조)과 함께 사용하였다. 반응 후에, 이러한 반도체 나노결정은 통상적인 유기 용매, 예컨대 헥산, 톨루엔, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드 등에서 더 이상 용해되지 않았다. 그러나, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로톨루엔 및 플루오리너트(Fluorinert) (FC-77)와 같은 플루오르화 용매에서 샘플은 가용성이었다. 합성에서 플루오르화 포스폰산 유도체 및/또는 플루오르화 TOPO 균등물과 함께 플루오르화 아민을 사용함으로써 플루오르화 수준이 증진될 수 있다.The overcoating procedure was performed with TOPO as the solvent and the fluorinated derivative of the amine species was used with hexylphosphonic acid, aliphatic phosphonic acid (see FIG. 6). After the reaction, these semiconductor nanocrystals were no longer dissolved in conventional organic solvents such as hexane, toluene, chloroform, methylene chloride and the like. However, the samples were soluble in fluorinated solvents such as perfluorohexane, perfluorotoluene and Fluorinert (FC-77). Fluorination levels can be enhanced by the use of fluorinated amines in conjunction with fluorinated phosphonic acid derivatives and / or fluorinated TOPO equivalents.

반도체 나노결정의 표면을 플루오르화하는 것은 다양한 적용에서 재료의 침착을 촉진할 수 있다. 플루오르화 용매가 유기 전달 재료를 용매화할 수 없기 때문에, 플루오르화 반도체 나노결정은 유기 얇은 필름 위에 직접 성공적으로 스핀-주조되었다.Fluorinating the surface of semiconductor nanocrystals can promote deposition of materials in a variety of applications. Since the fluorinated solvent is unable to solvate the organic transfer material, the fluorinated semiconductor nanocrystals have been successfully spin-cast directly onto the organic thin film.

실시예Example 3 3

용매로서 TOPO로 오버코팅 절차를 수행하고, 말단 히드록실 기로 관능화된 아민 종에 헥실포스폰산을 제공하였다 (도 7 참조). 반응 후에, 샘플이 헥산 또는 톨루엔에 용해되지 않지만 메탄올 및 이소프로판올과 같은 극성 용매에 용해되었다. 다시, 아민을 말단 히드록실 기를 가진 알킬 또는 아릴 포스폰산과 함께 사용하고/하거나 말단 히드록실 기를 가진 알킬 또는 아릴 포스핀 옥사이드를 사용함으로써 반도체 나노결정 표면의 극성이 증진될 수 있다.An overcoating procedure was performed with TOPO as the solvent and hexylphosphonic acid was provided to the amine species functionalized with terminal hydroxyl groups (see FIG. 7). After the reaction, the sample was not dissolved in hexane or toluene but dissolved in a polar solvent such as methanol and isopropanol. Again, the polarity of the semiconductor nanocrystal surface can be enhanced by using an amine with an alkyl or arylphosphonic acid having a terminal hydroxyl group and / or using an alkyl or aryl phosphine oxide having a terminal hydroxyl group.

실시예Example 4 4

적색 광을 방출할 수 있는 반도체 나노결정의 제조Manufacture of semiconductor nanocrystals capable of emitting red light

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 100 ℃에서 20 mL 바이알에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조하고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 이르면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 온도를 270 ℃로 되돌리고 이때 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 급속히 주입하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mM cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine in a 20 mL vial at 100 &lt; 0 &gt; C, then dried and degassed for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. The temperature was returned to 270 캜 and 1.1 mL of 1.5 M TBP-Se was rapidly injected. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 이어서 혼합물을 건조시키고 약 1 시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 플라스크를 75 ℃로 냉각하고, 단리된 CdSe 코어를 함유하는 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 헥산을 감압 하에 제거한 다음, 2.4 밀리몰의 6-아미노-1-헥산올을 반응 혼합물에 첨가하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연 및 헥사메틸디실라티안을 Cd, Zn 및 S 전구체로서 각각 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합한 반면 S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 안에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 전구체 용액이 일단 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 155 ℃에서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 헥산에 용해시켰다. Synthesis of CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of octadecylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was then dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. The hexane was removed under reduced pressure, and 2.4 mmol of 6-amino-1-hexanol was added to the reaction mixture. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. Cd and Zn were mixed in equimolar proportions while S was 2-fold excess for Cd and Zn. Cd / Zn and S samples were respectively dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 DEG C under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 &lt; 0 &gt; C over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in hexane.

반도체 나노결정을 포함하는 층의 제조Fabrication of layers containing semiconductor nanocrystals

헥산 중에 분산된 상기 기재된 실시예의 하나에 따라 실질적으로 제조된 반도체 나노결정을 포함하는 샘플을 사용하여, 표 1에 기재된 필름을 제조하였다 (샘플은 전형적으로 10-15 ml 헥산에 분산된 대략 40 mg의 고형물을 나타냄). 진공 하에 실온에서 반도체 나노결정으로부터 헥산을 제거하였다. 모든 용매를 과다건조시키거나 완전히 제거하지 않도록 주의를 기울였다. 래드큐어 코포레이션 (미국 NJ 07004-3401 페어필드, 9 오드레이 Pl)으로부터 통상적으로 입수가능한 저 점도 반응성 희석제인 RD-12의 0.5 ml를, 자기 교반하면서, 반도체 나노결정에 첨가하였다. 반도체 나노결정을 반응성 희석제에서 예비-용해시킨 후에, 격렬히 교반하면서, 2 ml의 DR-150 (래드큐어로부터 통상적으로 입수가능한 UV-경화성 아크릴 제제)을 적가하였다. 때때로, 점도를 낮추고 교반을 돕기 위하여 혼합 바이알을 가열하였다. 첨가를 완료한 후에, 비말동반된 공기를 제거하기 위해 진공을 뽑았다. 이어서, 바이알을 초음파 욕 (VWR)에 1시간 내지 밤새 동안 놓아두어 투명한 착색 용액을 얻었다. 샘플이 초음파 욕에 있는 동안에 온도가 40 ℃를 넘지 않도록 주의를 기울였다.Using a sample containing substantially prepared semiconductor nanocrystals according to one of the above-described examples dispersed in hexane, the films described in Table 1 were prepared (samples were prepared by mixing approximately 40 mg Of solids). Hexane was removed from the semiconductor nanocrystals at room temperature under vacuum. Care was taken to avoid over drying all solvents or removing them completely. 0.5 ml of RD-12, a low viscosity reactive diluent commonly available from Radcure Corporation (NJ 07004-3401 Fairfield, 9 Ode Ray Pl) was added to the semiconductor nanocrystals with magnetic stirring. After pre-dissolution of the semiconductor nanocrystals in a reactive diluent, 2 ml of DR-150 (a UV-curable acrylic formulation typically available from Radcure) was added dropwise with vigorous stirring. Occasionally, the mixing vial was heated to lower the viscosity and aid in agitation. After the addition was complete, the vacuum was removed to remove entrained air. The vial was then placed in an ultrasonic bath (VWR) for 1 hour to overnight to obtain a clear colored solution. Care was taken so that the temperature did not exceed 40 ° C while the sample was in the ultrasonic bath.

UV 경화성 아크릴에서 동일한 색의 반도체 나노결정의 여러 회분을 함께 혼합하였다. 하기 샘플을 위하여, 표 1에 기재된 3개의 적색 회분을 함께 첨가하고 표 1에 기재된 4개의 녹색 회분을 함께 첨가하였다.Several batches of semiconductor nanocrystals of the same color were mixed together in a UV curable acrylic. For the following samples, the three red ash listed in Table 1 were added together and the four green ash listed in Table 1 were added together.

예비세정된 유리 슬라이드 위에 마이어 막대에 의해 샘플을 코팅하고, H-전구 (225 mW/cm2)를 가진 5000-EC UV 광 경화 플러드 램프 (DYMAX 코포레이션 시스템)에서 10 초 동안 경화시켰다.The sample was coated on a pre-cleaned glass slide by a Meyer rod and cured for 10 seconds in a 5000-EC UV light cured flood lamp (DYMAX Corporation system) with an H-bulb (225 mW / cm 2 ).

원하는 두께를 달성하기 위해 다수의 층을 포함하는 샘플을 층 사이에서 경화시켰다. 반도체 나노결정/매트릭스 층의 위 (또는 아래)에 있는 필터를 포함하는 샘플은, 별도의 단계에서 마이어 막대에 의해 코팅된 필터를 갖는다. UV-경화성 안료 잉크 제제 (코트/선 케미칼)를 배합함으로써 필터를 형성한다. 원하는 투과율 특징을 달성하기 위하여 각각의 색의 가중 흡광도를 함께 첨가함으로써 필터 조성물을 제형하였다.Samples containing multiple layers were cured between layers to achieve the desired thickness. A sample comprising a filter above (or below) the semiconductor nanocrystal / matrix layer has a filter coated by a Meyer rod in a separate step. A UV-curable pigment ink formulation (coat / line chemistry) is formulated to form the filter. The filter composition was formulated by adding together the weighted absorbances of the respective colors to achieve the desired transmittance characteristics.

Figure 112010022630255-pct00016
Figure 112010022630255-pct00016

방향족 표면 관능기를 가진 반도체 나노결정을 합성하기 위한 다른 변형의 예는 다음을 포함한다. 지방족 기를 가진 리간드의 부재 하에서 오버코팅 공정을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 트리옥틸포스핀 옥사이드(TOPO) 또는 트리옥틸포스핀 (TOP) 없이 절차를 수행할 수 있고 그 대신에 비-배위 용매 (예, 스쿠알란)을 사용한다. 이러한 방법으로 형성된 반도체 나노결정의 용해성을 유지하기 위하여, 리간드 종 (반도체-내 나노결정 및 반도체-간 나노결정 양쪽 모두)의 결정화 또는 정렬된 충진을 분해하고 반도체 나노결정이 다양한 용매 계에 분산되도록 하기 위해 다수의 뚜렷이 다른 방향족 포스폰산 종 및/또는 다수의 뚜렷이 다른 방향족 아민 종들을 반응에 포함시킬 수도 있다. 대안적으로, 분지쇄 포스폰산 및/또는 분지쇄 아민이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.Examples of other modifications for synthesizing semiconductor nanocrystals with aromatic surface functionalities include: An overcoating process can be performed in the absence of a ligand having an aliphatic group. In other words, the procedure can be carried out without the use of trioctylphosphine oxide (TOPO) or trioctylphosphine (TOP) and instead a non-coordinating solvent (e.g. squalane) is used. In order to maintain the solubility of the semiconductor nanocrystals formed in this way, the crystallization or ordered filling of the ligand species (both semiconductor-in-nanocrystals and semiconductor-inter-nanocrystals) is decomposed and the semiconductor nanocrystals are dispersed in various solvent systems A number of distinctly different aromatic phosphonic acid species and / or a number of distinct aromatic amine species may be included in the reaction. Alternatively, branched chain phosphonic acids and / or branched chain amines can be used for this purpose.

실시예Example 5 5

3,5-디-Di-tert- terttert -부틸-4--Butyl-4- 히드록시벤질포스폰산으로Hydroxybenzylphosphonic acid 적색 광을 방출할 수 있는 반도체 나노결정의 제조 Manufacture of semiconductor nanocrystals capable of emitting red light

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 100 ℃에서 20 mL 바이알에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조하고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 이르면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 온도를 270 ℃로 되돌리고 이때 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 급속히 주입하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mM cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine in a 20 mL vial at 100 &lt; 0 &gt; C, then dried and degassed for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. The temperature was returned to 270 캜 and 1.1 mL of 1.5 M TBP-Se was rapidly injected. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

3,5-디-Di-tert- terttert -부틸-4--Butyl-4- 히드록시벤질포스폰산의Hydroxybenzylphosphonic acid 제조 Produce

PCI 신세시스 (미국 매사츄세츠 01950 뉴베리포트 어퍼튜니티 웨이 9)로부터 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산을 수득하였다.3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid was obtained from PCI Synthesis (Massachusetts, USA, 01950 Newberryport Upper Tunnel Way 9).

3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산의 제조는 하기 합성 접근법을 사용하였다:Preparation of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid used the following synthetic approach:

Figure 112010022630255-pct00017
Figure 112010022630255-pct00017

3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산은 다음을 특징으로 할 수 있다:3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid may be characterized by:

융점: 199-200 ℃ [Lit: 200 ℃; 참고문헌: J.D.Spivack, FR1555941 (1969)]Melting point: 199-200 캜 [Lit: 200 캜; Reference: J. D.Spivack, FR1555941 (1969)]

IR: 3614 cm-1; 3593 cm-1 (약, O-H 연장)IR: 3614 cm &lt; -1 & gt ;; 3593 cm -1 (approx., OH extension)

1H-NMR (CD3OD); δ 7.10 (d, 방향족, 2H, JP -H=2.6Hz), 5.01 (s, 교환된 HOD), 2.99 (d, -CH2, 2H, JP -H=21.2 Hz), 1.41 (s, -CH3, 18H) 1 H-NMR (CD 3 OD ); δ 7.10 (d, aromatic, 2H, J P -H = 2.6Hz ), 5.01 (s, exchanged with HOD), 2.99 (d, -CH 2 , 2H, J P -H = 21.2 Hz), 1.41 (s, -CH 3 , 18H)

13C-NMR (CD3OD); δ 152.9 (방향족), 137.9 (방향족), 126.2 (방향족), 123.5 (방향족), 34.41 (d, -CH2, 35.75, 33.07, JP -C=537.2Hz), 34.35 (-C(CH3)3), 29.7 (-C(CH3)3) 13 C-NMR (CD 3 OD ); C (CH 3 ) 2 (aromatic), 137.9 (aromatic), 126.2 (aromatic), 123.5 (aromatic), 34.41 (d, -C H 2 , 35.75, 33.07, J P -C = 537.2 Hz), 34.35 ) 3 ), 29.7 (-C ( C H 3 ) 3 )

31P-NMR (CD3OD): δ 26.8 31 P-NMR (CD 3 OD ): δ 26.8

3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산의 제조에 포함되는 상기 나타낸 합성 전구체는 다음을 특징으로 할 수 있다:The above synthetic precursors included in the preparation of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid may be characterized by:

디에틸 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트:Diethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate:

융점: 119-120 ℃ [Lit: 118-119 ℃; 참고문헌: R.K.Ismagilov, Zhur. Obshchei Khimii, 1991, 61, 387]Melting point: 119-120 DEG C [Lit: 118-119 DEG C; Reference literature: R. K. Ismagilov, Zhur. Obshchei Khimii, 1991, 61, 387]

IR: 3451 cm-1 (약, O-H 연장); 2953 cm-1 (약, -CH3, C-H 연장)IR: 3451 cm -1 (approx. OH extension); 2953 cm -1 (about, -CH 3 , CH extension)

1H-NMR (CDCl3); δ 7.066 (d, Ar-H, 2H, JP -H=2.8Hz), 5.145 (s, 1H, -OH), 4.06-3.92 (m, -CH2CH3, 4H, H-H 및 긴 범위 P-H 커플링), 3.057 (d, Ar-CH 2, 2H, JP-H=21.0 Hz), 1.412 (s, -C(CH 3)3, 18H), 1.222 (t, -CH2CH 3, 6H) 1 H-NMR (CDCl 3) ; δ 7.066 (d, Ar-H , 2H, J P -H = 2.8Hz), 5.145 (s, 1H, -OH), 4.06-3.92 (m, - C H 2 CH 3, 4H, HH and long range PH coupling), 3.057 (d, Ar- C H 2, 2H, J PH = 21.0 Hz), 1.412 (s, -C (C H 3) 3, 18H), 1.222 (t, -CH 2 C H 3, 6H)

13C-NMR (CDCl3); δ 153.98 (방향족), 136.22 (방향족), 126.61 (방향족), 122.07 (방향족), 62.14 (-OCH2CH3, JP -C=24.4Hz), 33.63 (Ar-CH2, JP -C=552.4Hz), 34.53 [-C(CH3)3], 30.54 [-C(CH3)3], 16.66 (-CH2 CH3, JP -C=24.4 Hz) 13 C-NMR (CDCl 3) ; δ 153.98 (aromatic), 136.22 (aromatic), 126.61 (aromatic), 122.07 (aromatic), 62.14 (-O C H 2 CH 3, J P -C = 24.4Hz), 33.63 (Ar- C H 2, J P -C = 552.4Hz), 34.53 [- C (CH 3) 3], 30.54 [-C (C H 3) 3], 16.66 (-CH 2 C H 3, J P -C = 24.4 Hz)

31P-NMR (CDCl3): δ 28.43 31 P-NMR (CDCl 3) : δ 28.43

3,5-디-Di-tert- terttert -부틸-4--Butyl-4- 히드록시벤질Hydroxybenzyl 브로마이드 Bromide

융점: 51-54 ℃ [Lit: 52-54 ℃; 참고문헌: J.D.McClure, J.Org.Chem., 1962, 27, 2365]Melting point: 51-54 DEG C [Lit: 52-54 DEG C; Reference: J. D. McClure, J. Org. Chem., 1962, 27, 2365]

IR: 3616 cm-1 (중, O-H 연장), 2954 cm-1 (약, 알킬 C-H 연장)IR: 3616 cm -1 (medium, OH extension), 2954 cm -1 (approx., Alkyl CH extension)

1H-NMR (CDCl3); δ 7.20 (s, Ar-H, 2H), 5.31 (s, -OH), 4.51 (s, -CH2, 2H), 1.44 {s, [-C(CH 3)3], 18H} 1 H-NMR (CDCl 3) ; δ 7.20 (s, Ar-H , 2H), 5.31 (s, -OH), 4.51 (s, -CH 2, 2H), 1.44 {s, [-C (C H 3) 3], 18H}

13C-NMR (CDCl3); δ 154.3 (방향족), 136.5 (방향족), 128.7 (방향족), 126.3 (방향족), 35.8 [(-C(CH3)3)], 34.6 (-CH2), 30.5 [-C(CH3)3] 13 C-NMR (CDCl 3) ; -C (CH 3 ) 3 ], 34.6 (-CH 2 ), 30.5 [-C ( C 3 H 3 )], 3 ]

3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산을 제조하기 위하여, 관련 기술에서 당업자에게 알려져 있거나 쉽게 확인할 수 있는 다른 합성 접근법이 사용될 수 있다.To prepare 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, other synthetic approaches known or readily apparent to those skilled in the art may be used.

CdSeCdSe // CdZnSCdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: Synthesis of core-shell nanocrystals:

25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 혼합물을 건조시키고 약 1시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 이어서, 플라스크를 75 ℃로 냉각하고, 단리된 CdSe 코어를 함유하는 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 감압 하에 헥산을 제거하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연 및 헥사메틸디실라티안을 각각 Cd, Zn 및 S 전구체로서 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합한 반면, S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 내에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 일단 전구체 용액이 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 2시간에 걸쳐 155 ℃에서 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 클로로포름에 용해시키고 반도체 나노결정 복합 재료를 형성하기 위해 사용하였다.25.86 mmol of trioctylphosphine oxide and 2.4 mmol of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was then cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. Hexane was removed under reduced pressure. Dimethylcadmium, diethylzinc and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. Cd and Zn were mixed in equimolar proportions, whereas S was 2-fold excess for Cd and Zn. The Cd / Zn and S samples were each dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 캜 under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 占 폚 over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in chloroform and used to form a semiconductor nanocrystal composite.

표 2에서, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산 리간드 기가 BHT로 언급된다.In Table 2, the 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid ligand group is referred to as BHT.

반도체 나노결정을 포함하는 층의 제조Fabrication of layers containing semiconductor nanocrystals

실시예 5에 기재된 합성에 따라서 실질적으로 제조된 반도체 나노결정을 포함하는 샘플을 사용하여 표 2에 기재된 필름을 제조하였다. 질소 퍼어징에 의하여 나노결정 샘플로부터 벌크 클로로포름을 제거하였다. 실온에서 진공 하에 반도체 나노결정으로부터 잔류 클로로포름을 제거하였다. 모든 용매를 과다건조시키거나 완전히 제거하지 않도록 주의를 기울였다.The films described in Table 2 were prepared using samples containing semiconductor nanocrystals substantially prepared according to the synthesis described in Example 5. Bulk chloroform was removed from the nanocrystal sample by nitrogen purge. Residual chloroform was removed from the semiconductor nanocrystals under vacuum at room temperature. Care was taken to avoid over drying all solvents or removing them completely.

래드큐어 코포레이션 (미국 NJ 07004-3401 페어필드, 9 오드레이 Pl)으로부터 통상적으로 입수가능한 저 점도 반응성 희석제인 RD-12의 37 ml를, 진공 하에 4.68 그램의 반도체 나노결정에 첨가하였다. 용기를 질소로 재충진하고 혼합물을 와류 믹서를 사용하여 혼합하였다. 반도체 나노결정을 반응성 희석제에서 예비-용해시킨 후에, 156 ml의 DR-150 (래드큐어로부터 통상적으로 입수가능한 UV-경화성 아크릴 제제)을 진공 하에 서서히 첨가하였다. 용기를 질소로 재충진하고 혼합물을 와류 믹서를 사용하여 혼합하였다.37 ml of RD-12, a low viscosity reactive diluent commonly available from Radcure Corporation (NJ 07004-3401 Fairfield, 9 Ode Ray Pl), was added to 4.68 grams of semiconductor nanocrystals under vacuum. The vessel was refilled with nitrogen and the mixture was mixed using a vortex mixer. After pre-dissolving the semiconductor nanocrystals in a reactive diluent, 156 ml of DR-150 (UV-curable acrylic formulation, commonly available from Radcure) was slowly added under vacuum. The vessel was refilled with nitrogen and the mixture was mixed using a vortex mixer.

이어서, 2.00 그램의 TiO2 (표시된다면)을 첨가하고 균질화기를 사용하여 혼합물을 혼합하였다.Was then added to TiO 2 (if displayed) of 2.00 g were mixed and the mixture using a homogenizer.

12.00 그램의 경화제 에스카큐어 TPO를 첨가하고 그 후에 균질화기를 사용하여 혼합물을 혼합하였다. 혼합물을 포함하는 용기를 검은색 테이프로 감싸서 유체를 빛으로부터 차단시켰다.12.00 grams of hardener Escacure TPO was added and the mixture was then mixed using a homogenizer. The container containing the mixture was wrapped with a black tape to block the fluid from the light.

이어서, 용기를 질소로 재충진하고 적어도 약 3 시간 동안 초음파처리하였다. 샘플을 초음파 욕에 놓아두면서 온도가 40 ℃를 넘지 않도록 주의를 기울였다.The vessel was then refilled with nitrogen and sonicated for at least about 3 hours. The sample was placed in an ultrasonic bath and care was taken so that the temperature did not exceed 40 ° C.

예비세정된 유리 슬라이드 위에서 마이어 막대에 의해 샘플을 코팅하고, H-전구 (225 mW/cm2)를 가진 5000-EC UV 광 경화 플러드 램프 (DYMAX 코포레이션 시스템)에서 10 초 동안 경화시켰다.The sample was coated on a pre-cleaned glass slide by a Meyer rod and cured for 10 seconds in a 5000-EC UV light curing flood lamp (DYMAX Corporation system) with an H-bulb (225 mW / cm 2 ).

평가를 위해 샘플을 꺼내고 52개 막대로 유리 슬라이드 위에 코팅하고 10초 동안 경화시켰다:The sample was taken out for evaluation, coated on a glass slide with 52 bars and cured for 10 seconds:

두께 = 72 ㎛Thickness = 72 탆

람다 em = 633.1 nm FWHM = 36 nmLambda em = 633.1 nm FWHM = 36 nm

% EQE = 50.5% %A450nm = 82.6%% EQE = 50.5% A 450nm = 82.6%

때때로, 점도를 낮추고 교반을 돕기 위해 혼합 바이알을 가열하였다. 첨가를 완료한 후에, 비말동반된 공기를 제거하기 위해 진공을 뽑았다. 이어서, 바이알을 초음파 욕 (VWR)에서 1 시간 내지 밤새 놓아두어서 투명한 착색 용액을 얻었다. 샘플을 초음파 욕에 놓아두면서 온도가 40 ℃를 넘지 않도록 주의를 기울였다.Sometimes, the mixing vial was heated to lower the viscosity and aid in agitation. After the addition was complete, the vacuum was removed to remove entrained air. The vial was then placed in an ultrasonic bath (VWR) for 1 hour to overnight to obtain a clear colored solution. The sample was placed in an ultrasonic bath and care was taken so that the temperature did not exceed 40 ° C.

동일한 색의 반도체 나노결정의 다수의 회분을 함께 혼합하였다. 아크릴 제조를 이루기 전에, 예비세정된 유리 슬라이드 위에서 마이어 막대에 의해 샘플을 코팅하고, H-전구 (225 mW/cm2)를 가진 5000-EC UV 광 경화 플러드 램프 (DYMAX 코포레이션 시스템)에서 10 초 동안 경화시켰다.Multiple batches of semiconductor nanocrystals of the same color were mixed together. Prior to making the acrylic fabrication, the sample was coated by a Meyer rod on a pre-cleaned glass slide and exposed to a 5000-EC UV light curing flood lamp (DYMAX Corporation system) with an H-bulb (225 mW / cm 2 ) And cured.

원하는 두께를 달성하기 위해 다수의 층을 포함하는 샘플을 층 사이에서 경화시켰다. 주 재료 및 양자 제한 반도체 나노입자를 포함하는 층의 위 (또는 아래)에 필터를 포함하는 샘플은, 별도의 단계에서 마이어 막대에 의해 코팅된 필터를 갖는다.Samples containing multiple layers were cured between layers to achieve the desired thickness. The sample comprising the filter above (or below) the layer comprising the main material and the quantum limiting semiconductor nanoparticles has a filter coated by a Meyer rod in a separate step.

코트/선 케미칼로부터의 UV-경화성 안료 잉크 제제를 배합함으로써 필터를 형성하였다. (그의 예는 이에 한정되지 않지만 DXT-1935 및 WIN 99를 포함함). 원하는 투과율 특징을 달성하기 위하여 각각의 색의 가중 흡광도를 함께 첨가함으로써 필터 조성물을 제형하였다.A filter was formed by blending a UV-curable pigment ink formulation from coat / line chemistry. (Examples include, but are not limited to, DXT-1935 and WIN 99). The filter composition was formulated by adding together the weighted absorbances of the respective colors to achieve the desired transmittance characteristics.

Figure 112010022630255-pct00018
Figure 112010022630255-pct00018

필름 특징:Film Features:

필름은 하기 방식으로 특징화된다:The films are characterized in the following manner:

· 두께: 마이크로미터에 의해 측정됨· Thickness: Measured by micrometer

· 캐리 에클립스(Cary Eclipse)에서 각각의 유형의 샘플 1에서 측정된 방출 측정. 450 nm에서 여기, 2.5nm 여기 슬릿, 5 nm 방출 슬릿· Emission measurements measured in each type of sample 1 in Cary Eclipse. Excitation at 450 nm, 2.5 nm excitation slit, 5 nm emission slit

· 캐리 5000에서 각각의 유형의 샘플 1에서 450 nm에서 측정된 흡수치. 기준선은 블랭크 유리 슬라이드로 보정됨.Absorbance measured at 450 nm in sample 1 of each type on Carry 5000. Baseline corrected with blank glass slide.

· CS-200 크로마 미터(Chroma Meter)를 사용하여 각각의 유형의 샘플 1에서 측정된 CIE 좌표. 샘플은 450 nm LED에서 여기되고 카메라가 색 데이터 축 이탈을 수집하였다.CIE coordinates measured in sample 1 of each type using a CS-200 Chroma Meter. The samples were excited at a 450 nm LED and the camera collected color data offsets.

· Mello 등 (1)에 의해 발전된 방법을 사용하여 외부 광발광(PL) 양자 효율을 측정한다. 이 방법은 조준된 450 nm LED 원, 적분구 및 분광계를 사용한다. 3개의 측정을 취한다. 먼저, LED는 적분구를 직접적으로 조사하여 도 8에서 스펙트럼 표지된 L1을 제공한다. 이어서, 확산 LED 광 만이 샘플을 조사하도록 PL 샘플을 적분구에 배치하여 도 8에 나타낸 (L2+P2) 스펙트럼을 제공한다. 마지막으로, LED가 샘플을 직접적으로 조사하도록 (비 정상 입사) PL 샘플을 적분구에 배치하여 도 8에 나타낸 (L3+P3) 스펙트럼을 제공한다. 데이터를 수집한 후에, 각각의 스펙트럼 기여도 (L's 및 P's)를 계산한다. L1, L2 및 L3은 각각의 측정에 대한 LED 스펙트럼의 합계에 상응하고, P2 및 P3은 두 번째 및 세 번째 측정에 대해 PL 스펙트럼과 연관된 합계이다. 하기 방정식이 외부 PL 양자 효율을 제공한다:· Measure external quantum efficiency (PL) using the method developed by Mello et al. (1). This method uses a collimated 450 nm LED source, integrating sphere and spectrometer. Take three measurements. First, the LED directly illuminates the integrating sphere to provide the spectrally labeled L1 in FIG. Then, a PL sample is placed in the integrating sphere so that only the diffused LED light irradiates the sample to provide the (L2 + P2) spectrum shown in Fig. Finally, the PL sample is placed in the integrating sphere so that the LED directly irradiates the sample (abnormal injection incident) to provide the (L3 + P3) spectrum shown in Fig. After collecting the data, calculate the respective spectral contributions (L's and P's). L1, L2 and L3 correspond to the sum of the LED spectra for each measurement, and P2 and P3 are sums associated with the PL spectrum for the second and third measurements. The following equation provides the external PL quantum efficiency:

EQE = [(P3·L2) - (P2·L3)]/(L1·(L2-L3))EQE = [(P3 占)) - (P2 占 3)] / L1 占 (L2-L3)

EQE 측정에 관한 추가의 정보를 위하여, 문헌 [Mello et al., Advanced Materials 9(3): 230 (1997)] (이 때 참고문헌으로 포함됨)을 참조한다.For additional information regarding EQE measurements, see Mello et al., Advanced Materials 9 (3): 230 (1997), incorporated herein by reference.

특정한 구현양태에서, 침착 전에 반도체 나노결정을 정제한다.In certain embodiments, semiconductor nanocrystals are purified prior to deposition.

특정한 구현양태에서, 포스폰산 유도체, 아민 유도체 또는 양쪽 모두에 바람직한 관능성을 형성함으로써 반도체 나노결정에 바람직한 리간드를 부착할 수 있다. 다음은 바람직한 포스폰산 유도체를 생성하기 위한 일반적인 개략적 합성 절차의 비-제한적 예이다.
In certain embodiments, the desired ligand can be attached to the semiconductor nanocrystals by forming the desired functionality in a phosphonic acid derivative, an amine derivative, or both. The following are non-limiting examples of general synthetic synthetic procedures for producing the desired phosphonic acid derivatives.

Figure 112010022630255-pct00019
Figure 112010022630255-pct00019

a) NaH, THF, NaI 및 1a) NaH, THF, NaI and 1

b) 1.TMSBr, CH2Cl2, 2.H2Ob) 1. TMSBr, CH 2 Cl 2 , 2.H 2 O

또한, 포스폰산 유도체를 생성하기 위해 더욱 일반적인 합성 절차를 위하여 문헌 [The Chemistry of Organophosphorus Compounds, Volume 4: Ter- and Quinque-Valent Phosphorus Acids and Their Derivatives, Frank R.Hartley (Editor), April 1996]를 참조한다.Also, for more general synthetic procedures for the production of phosphonic acid derivatives, see: The Chemistry of Organophosphorus Compounds, Volume 4: Ter- and Quinque-Valent Phosphorus Acids and Their Derivatives, Frank R. Hartley (Editor), April 1996 .

특정한 추가의 구현양태에서, 포스폰산 유도체, 아민 유도체 또는 양쪽 모두에 바람직한 관능성을 형성함으로써 바람직한 리간드를 반도체 나노결정에 부착할 수 있다. 다음은 바람직한 아민 유도체를 생성하기 위하여 일반적인 합성 절차의 개략적인 비-제한적 예이다:In certain additional embodiments, the desired ligand can be attached to the semiconductor nanocrystals by forming the desired functionality in a phosphonic acid derivative, an amine derivative, or both. The following is a schematic, non-limiting example of a general synthetic procedure for producing the desired amine derivatives:

Figure 112010022630255-pct00020
Figure 112010022630255-pct00020

실시예Example 6 - 천연  6 - Natural 리간드를Ligand 갖도록 제조된 반도체 나노결정과 캡 교환  Semiconductor nanocrystals and cap exchanges fabricated to have 리간드를Ligand 가진 반도체 나노결정의 비교 Of semiconductor nanocrystals

실시예 6A - 천연 리간드를 포함하는 적색 광을 방출할 수 있는 반도체 나노결정의 제조Example 6A - Preparation of semiconductor nanocrystals capable of emitting red light including natural ligands

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 100 ℃에서 20 mL 바이알에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조하고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 이르면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 온도를 270 ℃로 되돌리고 이때 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 급속히 주입하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mM cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine in a 20 mL vial at 100 &lt; 0 &gt; C, then dried and degassed for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. The temperature was returned to 270 캜 and 1.1 mL of 1.5 M TBP-Se was rapidly injected. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 혼합물을 건조시키고 약 1시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 이어서, 플라스크를 75 ℃로 냉각하고 단리된 CdSe 코어를 함유한 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 헥산을 감압 하에 제거한 다음 2.4 밀리몰의 6-아미노-1-헥산올을 반응 혼합물에 첨가하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연, 및 헥사메틸디실라티안을 각각 Cd, Zn 및 S 전구체로서 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합하는 반면, S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 내에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 일단 전구체 용액이 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 155 ℃에서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 헥산에 용해시키고 그들의 용액-상태 양자 수율을 평가하였다 (QY 약 80%). Synthesis of CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of octadecylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was then cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. The hexane was removed under reduced pressure, and 2.4 mmol of 6-amino-1-hexanol was added to the reaction mixture. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. While Cd and Zn were mixed in equimolar proportions, S was 2-fold excess for Cd and Zn. The Cd / Zn and S samples were each dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 캜 under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 &lt; 0 &gt; C over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in hexane and their solution-state quantum yields were evaluated (QY about 80%).

실시예 6B - 적색 광을 방출할 수 있는 캡 교환된 반도체 나노결정의 제조Example 6B - Preparation of cap-exchanged semiconductor nanocrystals capable of emitting red light

CdSe 코어의 합성: 1 밀리몰 카드뮴 아세테이트를 100 ℃에서 20 mL 바이알에서 8.96 밀리몰의 트리-n-옥틸포스핀에 용해시킨 다음 건조시키고 1시간 동안 탈기시켰다. 15.5 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 3-목 플라스크에 첨가하고 건조하고 140 ℃에서 1시간 동안 탈기시켰다. 탈기 후에, Cd 용액을 산화물/산 플라스크에 첨가하고 혼합물을 질소 하에 270 ℃로 가열하였다. 일단 온도가 270 ℃에 이르면, 8 밀리몰의 트리-n-부틸포스핀을 플라스크에 주입하였다. 온도를 270 ℃로 되돌리고 이때 1.1 mL의 1.5M TBP-Se를 급속히 주입하였다. 나노결정의 성장을 추적하기 위하여 용액의 분취량을 주기적으로 제거하면서, 반응 혼합물을 270 ℃에서 15-30분 동안 가열하였다. 일단 나노결정의 첫 번째 흡수 피크가 565-575 nm에 이르면, 혼합물을 실온으로 냉각함으로써 반응을 중단하였다. 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 질소 대기 글로브박스 내에서 성장 용액으로부터 CdSe 코어를 침전시켰다. 단리된 코어를 헥산에 용해시키고 코어-쉘 물질을 형성하기 위해 사용하였다. Synthesis of CdSe core : 1 mM cadmium acetate was dissolved in 8.96 mmol of tri-n-octylphosphine in a 20 mL vial at 100 &lt; 0 &gt; C, then dried and degassed for 1 hour. 15.5 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2 millimoles of octadecylphosphonic acid were added to a three-necked flask, dried and degassed at 140 DEG C for 1 hour. After degassing, the Cd solution was added to the oxide / acid flask and the mixture was heated to 270 &lt; 0 &gt; C under nitrogen. Once the temperature reached 270 DEG C, 8 millimoles of tri-n-butylphosphine was injected into the flask. The temperature was returned to 270 캜 and 1.1 mL of 1.5 M TBP-Se was rapidly injected. The reaction mixture was heated at 270 &lt; 0 &gt; C for 15-30 minutes while periodically removing an aliquot of the solution to track the growth of the nanocrystals. Once the first absorption peak of the nanocrystals reached 565-575 nm, the reaction was stopped by cooling the mixture to room temperature. The CdSe core was precipitated from the growth solution in a nitrogen atmosphere glove box by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core was dissolved in hexane and used to form the core-shell material.

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정의 합성: 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드 및 2.4 밀리몰의 옥타데실포스폰산을 4-목 플라스크에 부하하였다. 혼합물을 건조시키고 약 1시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 이어서, 플라스크를 75 ℃로 냉각하고 단리된 CdSe 코어를 함유한 헥산 용액 (0.1 밀리몰 Cd 함량)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 헥산을 감압 하에 제거한 다음 2.4 밀리몰의 데실아민을 반응 혼합물에 첨가하였다. 디메틸 카드뮴, 디에틸 아연, 및 헥사메틸디실라티안을 각각 Cd, Zn 및 S 전구체로서 사용하였다. Cd 및 Zn을 등몰 비율로 혼합한 반면, S는 Cd 및 Zn에 대해 2-배 과량이었다. Cd/Zn 및 S 샘플을 각각 질소 대기 글로브 박스 내에서 4 mL의 트리옥틸포스핀에 용해시켰다. 일단 전구체 용액이 제조되면, 반응 플라스크를 질소 하에 155 ℃로 가열하였다. 전구체 용액을 주사기 펌프를 사용하여 155 ℃에서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 쉘 성장 후에, 나노결정을 질소 대기 글로브박스로 옮기고 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 헥산에 용해시키고 캡 교환 반응을 위해 사용하였다 (QY 약 80%). Synthesis of CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 millimoles of trioctylphosphine oxide and 2.4 millimoles of octadecylphosphonic acid were loaded into a four-necked flask. The mixture was dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was then cooled to 75 DEG C and a solution of hexane (0.1 mmol Cd content) containing the isolated CdSe core was added to the reaction mixture. The hexane was removed under reduced pressure and then 2.4 mmol of decylamine was added to the reaction mixture. Dimethylcadmium, diethylzinc, and hexamethyldisilathane were used as Cd, Zn and S precursors, respectively. Cd and Zn were mixed in equimolar proportions, whereas S was 2-fold excess for Cd and Zn. The Cd / Zn and S samples were each dissolved in 4 mL of trioctylphosphine in a nitrogen atmosphere glove box. Once the precursor solution was prepared, the reaction flask was heated to 155 캜 under nitrogen. The precursor solution was added dropwise at 155 &lt; 0 &gt; C over 2 hours using a syringe pump. After shell growth, the nanocrystals were transferred to a nitrogen atmosphere globe box and precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in hexane and used for cap exchange reaction (QY about 80%).

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정에 대한 캡-교환 반응(1): 10 ml의 톨루엔 및 42.6 밀리몰의 6-아미노-1-헥산올을 4-목 플라스크에 부하하였다. 플라스크에서 공기를 빼내고 질소로 3회 재충진하였다. 이어서, 플라스크를 40 ℃로 가열하고, 단리된 CdSe/CdZnS 코어/쉘 (1 prep)을 함유하는 헥산 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 40 ℃에서 밤새 가열하였다. 마지막으로, 헥산을 첨가함으로써 캡-교환된 반도체 나노결정을 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 3:1 메탄올 및 이소프로판올 혼합물에 용해시키고, 그들의 용액-상태 양자 수율을 평가하였다 (QY 약 15%). Cap-exchange reaction for CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals (1) : 10 ml of toluene and 42.6 mmol of 6-amino-1-hexanol were loaded into a four-necked flask. The flask was evacuated and refilled with nitrogen three times. The flask was then heated to 40 DEG C and a hexane solution containing the isolated CdSe / CdZnS core / shell (1 prep) was added to the reaction mixture. The mixture was heated at 40 &lt; 0 &gt; C overnight. Finally, cap-exchanged semiconductor nanocrystals were precipitated from the growth solution by adding hexane. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in a mixture of 3: 1 methanol and isopropanol and their solution-state quantum yield was evaluated (QY about 15%).

CdSe / CdZnS 코어-쉘 나노결정에 대한 캡-교환 반응(2): 25.86 밀리몰의 트리옥틸포스핀 옥사이드, 2.4 밀리몰의 옥타데실포스폰산 및 2.4 밀리몰의 6-아미노-1-헥산올을 4-목 플라스크에 부하하였다. 혼합물을 건조시키고 약 1 시간 동안 120 ℃로 가열함으로써 반응 용기에서 탈기시켰다. 플라스크를 40 ℃로 냉각하고, 단리된 CdSe/CdZnS 코어/쉘 (1prep)을 함유하는 헥산 용액을 반응 혼합물을 첨가하였다. 혼합물을 40 ℃에서 밤새 가열하였다. 마지막으로, 메탄올 및 이소프로판올의 3:1 혼합물을 첨가함으로써 캡-교환된 반도체 나노결정을 성장 용액으로부터 침전시켰다. 단리된 코어-쉘 나노결정을 헥산에 용해시키고, 그들의 용액-상태 양자 수율을 평가하였다 (QY 약 19%). Cap-exchange reaction (2) for CdSe / CdZnS core-shell nanocrystals : 25.86 mmol of trioctylphosphine oxide, 2.4 mmol of octadecylphosphonic acid and 2.4 mmol of 6-amino- The flask was loaded. The mixture was dried and degassed in the reaction vessel by heating to 120 &lt; 0 &gt; C for about 1 hour. The flask was cooled to 40 占 폚 and a hexane solution containing the isolated CdSe / CdZnS core / shell (1 prep) was added to the reaction mixture. The mixture was heated at 40 &lt; 0 &gt; C overnight. Finally, the cap-exchanged semiconductor nanocrystals were precipitated from the growth solution by adding a 3: 1 mixture of methanol and isopropanol. The isolated core-shell nanocrystals were dissolved in hexane and their solution-state quantum yields were evaluated (QY about 19%).

나노입자는 이에 한정되지 않지만 구, 막대, 원반, 다른 형태 및 다양한 형태 입자의 혼합물을 포함하여 다양한 형태를 가질 수 있다. Nanoparticles can have a variety of shapes including, but are not limited to, spheres, rods, discs, other shapes, and mixtures of various shape particles.

예를 들어 미국 특허 6,054,495 (그의 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같이 금속성 나노입자를 제조할 수 있다. 금속성 나노입자는 귀금속 나노입자, 예컨대 금 나노입자일 수 있다. 금 나노입자는 미국 특허 6,506,564 (그의 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 세라믹 나노입자는 예를 들어 미국 특허 6,139,585 (그의 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.For example, metallic nanoparticles can be prepared as described in U.S. Patent No. 6,054,495, the entire contents of which are incorporated by reference. The metallic nanoparticles may be noble metal nanoparticles, such as gold nanoparticles. Gold nanoparticles can be prepared as described in U.S. Patent 6,506,564, the entire contents of which are incorporated by reference. Ceramic nanoparticles may be prepared, for example, as described in U.S. Patent 6,139,585, the entire contents of which are incorporated by reference.

이전에 확립된 문헌 절차를 사용하여 높은 형광 효율을 가진 좁은 크기 분포, 고 품질 반도체 나노결정이 제조될 수 있고, 구성 블록으로서 사용될 수 있다. 문헌 [C.B.Murray et al., J.Amer.Chem.Soc. 1993, 115, 8706, B.O.Dabbousi et al., J.Phys.Chem. B 1997, 101, 9463] (이들 각각은 그 전체내용이 이 때 참고문헌으로 포함됨) 참조. 당업자에 의해 알려지거나 쉽게 확인될 수 있는 다른 방법이 또한 사용될 수 있다.Using previously established document procedures, narrow size distribution, high quality semiconductor nanocrystals with high fluorescence efficiency can be fabricated and used as building blocks. C. B. Murray et al., J. Amer. Chem. Soc. 1993, 115, 8706, B.O.Dabbousi et al., J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9463), each of which is incorporated herein by reference in its entirety. Other methods known or easily identifiable by those skilled in the art may also be used.

특정한 구현양태에서, 나노입자는 화학적으로 합성된 콜로이드성 나노입자 (나노입자), 예컨대 반도체 나노결정 또는 양자 점을 포함한다. 특정한 바람직한 구현양태에서, 나노입자 (예, 반도체 나노결정)는 약 1 내지 약 10 nm 범위의 직경을 갖는다. 특정한 구현양태에서, 나노입자의 적어도 일부, 바람직하게는 나노입자의 전부는 나노입자의 표면에 부착된 하나 이상의 리간드를 포함한다. 문헌 [C.B.Murray et al., Annu.Rev.Mat.Sci., 30, 545-610 (2000)] 참조 (그의 전체내용이 참고문헌으로 포함됨). 이러한 제로-차원 구조는 강력한 양자 제한 효과를 나타내며, 나노결정의 크기와 조화될 수 있는 전자 및 광학 성질을 가진 복잡한 헤테로구조물을 생성하기 위하여 밑에서부터 위로의 화학 접근법을 설계하는데 이용될 수 있다. In certain embodiments, the nanoparticles comprise chemically synthesized colloidal nanoparticles (nanoparticles), such as semiconductor nanocrystals or quantum dots. In certain preferred embodiments, the nanoparticles (e.g., semiconductor nanocrystals) have a diameter in the range of about 1 to about 10 nm. In certain embodiments, at least some of the nanoparticles, preferably all of the nanoparticles, comprise at least one ligand attached to the surface of the nanoparticles. See C. B. Murray et al., Annu. Rev.Mat.Sci., 30, 545-610 (2000), the entire contents of which are incorporated by reference. These zero-dimensional structures exhibit strong quantum confinement effects and can be used to design a bottom-to-top chemical approach to produce complex heterostructures with electronic and optical properties that can match the size of the nanocrystals.

하나 이상의 나노결정이 여기될 때 방출 파장에서 반도체 나노결정으로부터의 방출이 발생할 수 있다. 방출은 양자 제한된 반도체 재료의 띠 간격에 상응하는 주파수를 갖는다. 띠 간격은 나노결정의 크기의 함수이다. 작은 직경을 가진 나노결정은 물질의 분자 및 벌크 형태 사이의 중간 성질을 가질 수 있다. 예를 들어, 작은 직경을 가진 반도체 재료를 기준으로 한 나노결정은 모든 3개 차원에서 전자 및 홀 양쪽 모두의 양자 제한을 나타낼 수 있으며, 이것은 결정자 크기가 감소함에 따라 재료의 효과적인 띠 간격의 증가를 유도한다. 결국, 결정자의 크기가 감소함에 따라, 나노결정의 광학 흡수 및 방출 양쪽 모두가 청색 (즉, 더 높은 에너지)으로 변위된다.When one or more nanocrystals are excited, emission from semiconductor nanocrystals at the emission wavelength can occur. The emission has a frequency corresponding to the band gap of the quantum confined semiconductor material. The band gap is a function of the size of the nanocrystals. Nanocrystals with small diameters may have intermediate properties between the molecular and bulk forms of the material. For example, nanocrystals based on semiconductor materials with small diameters can exhibit quantum confinement of both electrons and holes in all three dimensions, which leads to an increase in the effective band gap of the material as the crystallite size decreases . As a result, as the crystallite size decreases, both the optical absorption and emission of the nanocrystals are displaced to blue (i.e., higher energy).

나노결정으로부터의 방출은, 나노결정의 크기, 나노결정의 조성 또는 양쪽 모두를 변화시킴으로써 자외선, 가시광선 또는 적외선 영역 스펙트럼의 전체 파장 범위에 걸쳐 조화될 수 있는 좁은 가우스 방출 띠일 수 있다. 나노결정 집단의 좁은 크기 분포는 좁은 스펙트럼 범위에서 빛을 방출시킬 수 있다. 집단은 단분산성일 수 있고, 나노결정 직경에서 15% 미만, 바람직하게는 10% 미만, 더욱 바람직하게는 5% 미만의 rms 편차를 나타낼 수 있다. 약 75 nm 이하, 바람직하게는 60 nm, 더욱 바람직하게는 40 nm, 가장 바람직하게는 30 nm 이하 최대 1/2에서의 전체 폭 (FWHM)의 좁은 범위에서 스펙트럼 방출이 관찰될 수 있다. 나노결정 직경의 밀도가 감소됨에 따라서, 방출의 폭이 감소된다. Emission from the nanocrystals can be a narrow gaussian emission band that can be tuned over the entire wavelength range of ultraviolet, visible or infrared region spectra by varying the size of the nanocrystals, the composition of the nanocrystals, or both. The narrow size distribution of a population of nanocrystals can emit light in a narrow spectral range. The population may be monodisperse and may exhibit an rms deviation of less than 15%, preferably less than 10%, and more preferably less than 5% at the nanocrystal diameter. Spectral emission can be observed in a narrow range of total width (FWHM) at about 75 nm or less, preferably 60 nm, more preferably at most 40 nm, most preferably at most 1/2 or less. As the density of the nanocrystal diameter is reduced, the width of the emission is reduced.

반도체 나노결정은 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% 또는 80% 초과의 고 방출 양자 효율을 가질 수 있다. 나노결정을 형성하는 반도체는 IV 군 원소, II-VI 군 화합물, II-V 군 화합물, III-VI 군 화합물, III-V 군 화합물, IV-VI 군 화합물, I-III-VI 군 화합물, II-IV-VI 군 화합물 또는 II-IV-V 군 화합물, 예를 들어 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, PbTe 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. Semiconductor nanocrystals can have high emission quantum efficiencies of 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% or 80%. III-VI group compound, IV-VI group compound, I-III-VI group compound, II-VI group compound, II-VI group compound, ZnS, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, PbTe or mixtures thereof.

단분산 반도체 나노결정을 제조하는 방법의 예는 유기금속 시약, 예컨대 디메틸 카드뮴을 열분해하고, 고온 배위 용매에 주입하는 것을 포함한다. 이것은 별도의 핵형성을 가능하게 하고 그 결과 육안으로 보이는 양의 나노결정의 성장이 조절된다. 나노결정의 제조 및 조작은 예를 들어 미국 특허 6,322,901 (그의 전체내용이 이 때 참고문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다. 나노결정의 이러한 제조 방법은 콜로이드 성장 방법을 포함한다. M 공여체 및 X 공여체를 고온 배위 용매에 급속히 주입함으로써 콜로이드 성장이 발생한다. 주입은 핵을 생성하고 이것이 조절된 방식으로 성장하여 나노결정을 형성할 수 있다. 나노결정을 성장시키고 담금질하기 위해 반응 혼합물을 서서히 가열할 수 있다. 샘플 내에서 나노 결정의 평균 크기 및 크기 분포 양쪽 모두는 성장 온도에 의존한다. 정상 상태 성장을 유지하기 위해 필요한 성장 온도는 평균 결정 크기를 증가시킴에 따라 증가한다. 나노결정은 나노결정 집단의 한 요소이다. 별도의 핵형성 및 조절된 성장의 결과로서, 수득된 나노결정의 집단은 직경의 좁은 단분산 분포를 갖는다. 직경의 단분산 분포는 또한 크기라고 언급될 수도 있다. 핵형성 이후에 배위 용매 내에서 나노결정의 성장 조절 및 담금질 방법에 의하여 균일한 표면 유도체화 및 규칙적인 코어 구조가 얻어질 수 있다. 크기 분포가 예리함에 따라, 정상상태 성장을 유지하기 위해 온도를 올릴 수 있다. 더 많은 M 공여체 또는 X 공여체를 첨가함으로써, 성장 기간이 단축될 수 있다.Examples of methods for producing monodisperse semiconductor nanocrystals include pyrolysis of an organometallic reagent, such as dimethylcadmium, and implantation into a high temperature coordination solvent. This enables separate nucleation and as a result, the growth of visible nanocrystals is controlled. The preparation and manipulation of nanocrystals are described, for example, in U.S. Patent 6,322,901, the entire content of which is hereby incorporated by reference. This manufacturing method of nanocrystals includes a colloidal growth method. Colloid growth occurs by rapidly injecting M donors and X donors into a high temperature coordination solvent. The implant produces nuclei and this can grow in a controlled manner to form nanocrystals. The reaction mixture can be slowly heated to grow and quench the nanocrystals. Both the average size and the size distribution of the nanocrystals in the sample depend on the growth temperature. The growth temperature required to maintain steady state growth increases with increasing average crystal size. Nanocrystals are a component of a population of nanocrystals. As a result of separate nucleation and controlled growth, the resulting population of nanocrystals has a narrow monodisperse distribution of diameters. The monodisperse distribution of diameters may also be referred to as size. After nucleation, uniform surface derivatization and regular core structure can be obtained by controlling the growth and quenching of the nanocrystals in the coordination solvent. As the size distribution is sharp, the temperature can be raised to maintain steady state growth. By adding more M donors or X donors, the growth period can be shortened.

M 공여체는 무기 화합물, 유기금속 화합물, 또는 원소 금속일 수 있다. 예를 들어, M은 카드뮴, 아연, 마그네슘, 수은, 알루미늄, 갈륨, 인듐 또는 탈륨일 수 있다. X 공여체는 화학식 MX를 가진 재료를 형성하기 위해 M 공여체와 반응할 수 있는 화합물이다. 전형적으로, X 공여체는 칼코게나이드 공여체 또는 프닉타이드 공여체, 예컨대 포스핀 칼코게나이드, 비스(실릴) 칼코게나이드, 디옥시겐, 암모늄 염 또는 트리스(실릴) 프닉타이드이다. 적절한 X 공여체는 이산소, 비스(트리메틸실릴)셀레나이드 ((TMS)2Se), 트리알킬 포스핀 셀레나이드, 예컨대 (트리-n-옥틸포스핀) 셀레나이드 (TOPSe) 또는 (트리-n-부틸포스핀)셀레나이드 (TBPSe), 트리알킬 포스핀 텔루라이드, 예컨대 (트리-n-옥틸포스핀)텔루라이드 (TOPTe) 또는 헥사프로필포스포루스트리아미드 텔루라이드(HPPTTe), 비스(트리메틸실릴)텔루라이드 ((TMS)2Te), 비스(트리메틸실릴)설파이드 ((TMS)2S), 트리알킬 포스핀 설파이드, 예컨대 (트리-n-옥틸포스핀)설파이드 (TOPS), 암모늄 염, 예컨대 암모늄 할라이드 (예를 들어, NH4Cl), 트리스(트리메틸실릴) 포스파이드 ((TMS)3P), 트리스(트리메틸실릴)아르세나이드 ((TMS)3As) 또는 트리스(트리메틸실릴)안티모나이드 ((TMS)3Sb)를 포함한다. 특정한 구현양태에서, M 공여체 및 X 공여체는 동일한 분자 내에 있는 잔기일 수 있다.The M donor may be an inorganic compound, an organometallic compound, or an elemental metal. For example, M may be cadmium, zinc, magnesium, mercury, aluminum, gallium, indium, or thallium. The X donor is a compound capable of reacting with the M donor to form a material having the formula MX. Typically, the X donor is a chalcogenide donor or a phonitide donor such as phosphine chalcogenide, bis (silyl) chalcogenide, dioxygen, ammonium salt or tris (silyl) phonitide. Suitable X donors include diacids, bis (trimethylsilyl) selenide ((TMS) 2 Se), trialkylphosphine selenides such as (tri-n-octylphosphine) selenide (TOPSe) Butylphosphine selenide (TBPSe), trialkylphosphine telluride such as (tri-n-octylphosphine) telluride (TOPTe) or hexapropylphosphorus triamideideurilide (HPPTTe), bis (trimethylsilyl) (TMS) 2 Te), bis (trimethylsilyl) sulfide ((TMS) 2 S), trialkylphosphine sulfides such as (tri-n-octylphosphine) sulfide (TOPS), ammonium salts such as ammonium halide (e.g., NH 4 Cl), tris (trimethylsilyl) phosphide ((TMS) 3 P), tris (trimethylsilyl) arsenide ((TMS) 3 as), or tris (trimethylsilyl) antimonide ((TMS) 3 Sb). In certain embodiments, the M donor and the X donor can be residues within the same molecule.

배위 용매는 나노결정의 성장을 조절하는데 도움이 될 수 있다. 배위 용매는 공여체 단독 쌍을 가진 화합물이고, 예를 들어 성장하는 나노결정의 표면에 배위되는데 이용가능한 단독 전자 쌍을 갖는다. 용매 배위는 성장하는 나노결정을 안정화할 수 있다. 전형적인 배위 용매는 알킬 포스핀, 알킬 포스핀 옥사이드, 알킬 포스폰산, 또는 알킬 포스핀산을 포함하지만, 다른 배위 용매, 예컨대 피리딘, 푸란 및 아민이 나노결정 제조를 위해 적절할 수도 있다. 적절한 배위 용매의 예는 피리딘, 트리-n-옥틸 포스핀(TOP), 트리-n-옥틸 포스핀 옥사이드 (TOPO), 및 트리스-히드록시프로필포스핀 (tHPP)을 포함한다. 기술 등급 TOPO가 사용될 수 있다.Coordination solvents can help control the growth of nanocrystals. The coordination solvent is a compound with a donor single pair and has, for example, a single electron pair available for coordination to the surface of the growing nanocrystals. Solvent coordination can stabilize the growing nanocrystals. Typical coordinating solvents include alkylphosphines, alkylphosphine oxides, alkylphosphonic acids, or alkylphosphinic acids, but other coordinating solvents such as pyridine, furan and amines may be suitable for nanocrystal production. Examples of suitable coordination solvents include pyridine, tri-n-octylphosphine (TOP), tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), and tris-hydroxypropylphosphine (tHPP). A technical grade TOPO may be used.

특정한 방법에서, 비-배위 또는 약 배위 용매가 사용될 수 있다.In certain methods, non-coordinating or weakly coordinating solvents may be used.

입자의 흡수 선 폭을 측정함으로써 반응의 성장 단계 동안의 크기 분포를 추정할 수 있다. 입자의 흡수 스펙트럼에서의 변화에 반응하여 반응 온도를 변화시키는 것은, 성장 동안에 예리한 입자 크기 분포를 유지하도록 한다. 더욱 큰 결정을 성장시키기 위하여 결정 성장 동안에 핵형성 용액에 반응물을 첨가할 수 있다. 특정한 나노결정 평균 직경에서 성장을 멈추고 반도체 재료의 적절한 조성을 선택함으로써, 300 nm 내지 5 마이크로미터의 파장 범위에서 나노결정의 방출 스펙트럼을 연속적으로 조화시킬 수 있다.The size distribution during the growth phase of the reaction can be estimated by measuring the absorption line width of the particles. Changing the reaction temperature in response to changes in the absorption spectrum of the particles allows for a sharp particle size distribution to be maintained during growth. The reactants can be added to the nucleation solution during crystal growth to grow larger crystals. By stopping the growth at a specific nanocrystal average diameter and selecting an appropriate composition of the semiconductor material, the emission spectrum of the nanocrystals can be continuously matched in the wavelength range of 300 nm to 5 micrometers.

반도체 나노결정은 예를 들어 약 1 nm 내지 약 1000 nm 직경의 무기 결정자, 바람직하게는 약 2 nm 내지 약 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 1 nm 내지 약 20 nm (예컨대 약 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 nm)의 무기 결정자를 포함한다.The semiconductor nanocrystals may include, for example, inorganic crystallites having a diameter of from about 1 nm to about 1000 nm, preferably from about 2 nm to about 50 μm, more preferably from about 1 nm to about 20 nm (eg, about 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 nm).

반도체 나노결정은 전형적으로 150 Å 미만의 직경을 갖는다. 나노결정의 집단은 바람직하게는 15 Å 내지 125 Å 범위의 평균 직경을 갖는다.Semiconductor nanocrystals typically have a diameter of less than 150 ANGSTROM. The population of nanocrystals preferably has an average diameter ranging from 15 A to 125 A.

나노결정은 좁은 크기 분포를 가진 나노결정의 집단의 한 요소일 수 있다. 나노결정은 구, 막대, 원반 또는 기타 형태일 수 있다. 나노결정은 반도체 재료의 코어를 포함할 수 있다. 나노결정은 화학식 MX을 가진 코어를 포함할 수 있고, 이 때 M은 하나 이상의 금속 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 카드뮴, 아연, 마그네슘, 수은, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 또는 이들의 혼합물)을 포함하고, X는 군 IV, V 또는 VI의 하나 이상의 요소 (예를 들어, 이에 한정되지 않지만 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨, 질소, 인, 비소, 안티몬 또는 이들의 혼합물)을 포함한다. 특정한 구현양태에서, 나노결정은 II-VI 군 화합물, II-V 군 화합물, III-VI 군 화합물, III-V 군 화합물, IV-VI 군 화합물, I-III-VI 군 화합물, II-IV-VI 군 화합물 및 II-IV-V 군 화합물을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 나노결정은 IV 군 요소를 포함할 수 있다.Nanocrystals can be a component of a population of nanocrystals with a narrow size distribution. Nanocrystals can be spheres, rods, discs or other forms. The nanocrystals may comprise a core of semiconductor material. The nanocrystals may comprise a core having the formula MX wherein M is a metal selected from the group consisting of one or more metals such as but not limited to cadmium, zinc, magnesium, mercury, aluminum, gallium, indium, thallium, And X comprises at least one element of group IV, V or VI (e.g., but not limited to oxygen, sulfur, selenium, tellurium, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony or mixtures thereof) . III-VI group compounds, IV-VI group compounds, I-III-VI group compounds, II-IV-VI group compounds, II- VI group compounds and II-IV-V group compounds. In certain embodiments, the nanocrystals may comprise IV group elements.

코어는 코어의 표면 위에 오버코팅을 가질 수 있다. 오버코팅은 코어의 조성과는 상이한 조성을 가진 반도체 재료일 수 있다. 나노결정의 표면 위에서 반도체 재료의 오버코팅물은 II-VI 군 화합물, II-V 군 화합물, III-VI 군 화합물, III-V 군 화합물, IV-VI 군 화합물, I-III-VI 군 화합물, II-IV-VI 군 화합물 및 II-IV-V 군 화합물, 예를 들어 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, PbTe 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 특정한 구현양태에서, 나노결정은 IV군 원소를 포함할 수 있다.The core may have overcoating on the surface of the core. Overcoating can be a semiconductor material having a composition that is different from the composition of the core. The overcoat of the semiconductor material on the surface of the nanocrystals can be selected from the group consisting of Group II-VI compound, Group II-V compound, Group III-VI compound, Group III-V compound, Group IV-VI compound, Group I- ZnS, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs , GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, PbTe or mixtures thereof. In certain embodiments, the nanocrystals may comprise Group IV elements.

예를 들어, ZnS, ZnSe 또는 CdS 오버코팅은 CdSe 또는 CdTe 나노결정 위에서 성장될 수 있다. 오버코팅 방법은 예를 들어 미국 특허 6,322,901호에 기재되어 있다. 오버코팅 동안에 반응 혼합물의 온도를 조절하고, 코어의 흡수 스펙트럼을 추적함으로써, 높은 방출 양자 효율 및 좁은 크기 분포를 가진 오버코팅된 재료를 수득할 수 있다.For example, ZnS, ZnSe or CdS overcoating can be grown on CdSe or CdTe nanocrystals. Overcoating methods are described, for example, in U.S. Patent No. 6,322,901. By controlling the temperature of the reaction mixture during overcoating and tracking the absorption spectrum of the core, an overcoated material with high emission quantum efficiency and narrow size distribution can be obtained.

입자 크기 분포는 나노결정을 위해 불량한 용매, 예컨대 미국 특허 6,322,901에 기재된 메탄올/부탄올을 사용하는 크기 선택적 침전에 의해 더욱 정련될 수 있다. 예를 들어, 나노결정은 헥산 중에 10% 부탄올의 용액에 분산될 수 있다. 유백광이 지속될 때까지 메탄올을 이러한 교반 용액에 적가할 수 있다. 원심분리에 의해 상층액 및 응집물을 분리하면 샘플에서 가장 큰 결정자를 다량 함유한 침전물이 생성된다. 광학 흡수 스펙트럼의 추가의 예리한 부분이 주목되지 않을 때까지 이러한 절차를 반복할 수 있다. 피리딘/헥산 및 클로로포름/메탄올을 포함하는 다양한 용매/비용매 쌍에서 크기-선택적 침전을 수행할 수 있다. 크기-선택된 나노결정 집단은 평균 직경으로부터 15% 이하의 rms 편차, 바람직하게는 10% 또는 그 미만의 rms 편차, 더욱 바람직하게는 5% 또는 그 미만의 rms 편차를 가질 수 있다.The particle size distribution can be further refined by size selective precipitation using a poor solvent for nanocrystals, such as methanol / butanol as described in U.S. Patent No. 6,322,901. For example, nanocrystals can be dispersed in a solution of 10% butanol in hexane. Methanol may be added dropwise to this stirring solution until the milky white persists. Separation of the supernatant and agglomerates by centrifugation results in a precipitate containing the largest crystallite in the sample. This procedure can be repeated until no further sharp edges of the optical absorption spectrum are noted. Size-selective precipitation can be performed in a variety of solvent / solvent pairs, including pyridine / hexane and chloroform / methanol. The size-selected nanocrystal population may have an rms deviation of less than or equal to 15%, preferably less than or equal to 10%, and more preferably less than or equal to 5%, from the mean diameter.

투과 전자 현미경(TEM)은 나노결정 집단의 크기, 형태 및 분포에 관한 정보를 제공할 수 있다. 분말 x-선 회절(XRD) 패턴은 나노결정의 결정 구조의 유형 및 품질에 관한 가장 완벽한 정보를 제공할 수 있다. X-선 응집 길이를 통하여 입자 직경이 피크 폭에 역으로 관련되기 때문에 크기의 추정이 가능하다. 예를 들어, 나노결정의 직경은, 투과 전자 현미경에 의해 직접적으로 측정될 수 있거나, 또는 예를 들어 쉬에러 방정식을 사용하여 x-선 회절 데이터로부터 추산될 수 있다. 또한, 이것은 UV/Vis 흡수 스펙트럼으로부터 추산될 수 있다. Transmission electron microscopy (TEM) can provide information about the size, shape and distribution of the population of nanocrystals. The powder x-ray diffraction (XRD) pattern can provide the most complete information about the type and quality of the crystal structure of the nanocrystals. The size can be estimated because the particle diameter is inversely related to the peak width through the X-ray agglomeration length. For example, the diameter of the nanocrystals can be measured directly by transmission electron microscopy, or can be estimated from x-ray diffraction data using, for example, the shear error equation. It can also be estimated from the UV / Vis absorption spectrum.

나노결정의 좁은 FWHM은 포화 색 방출을 가져올 수 있다. 나노결정 방출 장치에서 광양자가 적외선 및 UV 방출에 소실되지 않기 때문에, 이것은 스펙트럼의 적색 및 청색 부분에서도 효율적인 나노결정-색 방출 장치를 유도할 수 있다. 단일 재료 시스템의 전체 가시광 스펙트럼에 걸쳐서 넓게 조화될 수 있는 포화 색 방출은 어떠한 부류의 유기 발색단에 의해서도 일치되지 않는다. 또한, 공유 결합된 무기 나노결정의 환경 안정성은, 나노결정이 발광 중심으로서 사용될 때, 하이브리드 유기/무기 발광 장치의 장치 수명이 모든 유기 발광 장치의 수명과 일치하거나 초과해야 함을 제시한다. 나노결정의 띠 끝 에너지 수준의 퇴보는, 직접적인 전하 주입에 의해 발생되든지 또는 에너지 전달에 의해 발생되든지 간에, 모든 가능한 여기자의 포획 및 방사선 재조합을 촉진한다. 따라서, 최대 이론적 나노결정-발광 장치 효율은 인광성 유기 발광 장치의 통합 효율에 필적하다. 나노결정의 여기된 상태 수명 (τ)은 전형적인 인광체 (τ > 0.5㎲)에 비하여 훨씬 짧으며 (τ≒10 ns), 이는 나노결정-발광 장치가 높은 전류 밀도에서도 효율적으로 작동할 수 있도록 한다.Narrow FWHM of nanocrystals can lead to saturated color emission. Because the photons in the nanocrystal emission system are not lost to infrared and UV emissions, this can lead to efficient nanocrystal-color emission devices even in the red and blue portions of the spectrum. Saturated color emissions that can be broadly coordinated across the entire visible light spectrum of a single material system are not matched by any class of organic chromophore. In addition, the environmental stability of covalently bonded inorganic nanocrystals suggests that when the nanocrystals are used as the luminescent center, the lifetime of the hybrid organic / inorganic luminescent device should match or exceed the lifetime of all the organic luminescent devices. Retardation of the band edge energy level of the nanocrystals promotes capture and radiation recombination of all possible excitons, whether generated by direct charge injection or by energy transfer. Therefore, the maximum theoretical nanocrystal-light emitting device efficiency is comparable to the integration efficiency of the phosphorescent organic light emitting device. The excited state lifetime (τ) of nanocrystals is much shorter (τ ≈ 10 ns) than a typical phosphor (τ> 0.5 μs), which allows the nanocrystal-light emitting device to operate efficiently at high current densities.

본 발명에 따른 반도체 나노결정은, 이에 한정되지 않지만 예를 들어 국제출원번호 PCT/US2007/013152 ("개선된 성능을 가진 발광 장치 및 디스플레이", QD Vision, Inc. et al., 2007년 6월 4일 출원) (이 때 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재된 것을 포함하여, 발광 장치, 디스플레이 및 기타 광전자 및 전자 장치에서 사용하기 위해 방출 재료에 포함될 수 있다.Semiconductor nanocrystals according to the present invention may be used in a variety of applications including, but not limited to, for example, International Application No. PCT / US2007 / 013152 ("Light Emitting Devices and Displays with Improved Performance ", QD Vision, Inc., And other optoelectronic and electronic devices, including those described in commonly owned US patent application Ser.

본 발명에 따른 반도체 나노결정은 이에 한정되지 않지만 미국 출원번호 60/971885 (Coe-Sullivan et al., "광학 부품, 광학 부품을 포함하는 시스템, 장치 및 조성", 2007년 9월 12일 출원) 및 미국 출원 60/973644 ("광학 부품, 광학 부품을 포함하는 시스템, 장치 및 조성, Coe-Sullivan et al., 2007년 9월 19일 출원) 에 기재된 것을 포함하여 광발광체 응용에 포함될 수 있다 (상기 특허들은 그 전체내용이 이 때 참고문헌으로 포함됨).Semiconductor nanocrystals in accordance with the present invention include, but are not limited to, U.S. Application No. 60/971885 (Coe-Sullivan et al., "System, Apparatus and Composition Including Optical Components, Optical Components", filed September 12, 2007) And those described in US application 60/973644 ("Optical components, systems, devices and compositions comprising optical components, Coe-Sullivan et al., Filed September 19, 2007) The entire contents of which are hereby incorporated by reference).

본 발명에서 유용할 수 있는 다른 재료, 기술, 방법, 적용 및 정보는 국제 특허출원 PCT/US2007/24750 (발명의 명칭 "나노입자를 포함하는 개선된 복합체 및 장치", Coe-Sullivan et al. 2007년 12월 3일 출원) 및 미국 출원 60/971887 (발명의 명칭 "관능화 반도체 나노결정 및 방법" Breen et al., 2007년 9월 12일 출원) 및 국제 출원 번호 PCT/US2007/014711 (발명의 명칭 "나노재료의 침착 방법, 장치의 제조 방법 및 장치의 어레이의 조립 방법, QD Vision, Inc. et al., 2007년 6월 25일 출원) (이들 각각은 이 때 그 전체내용이 참고문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다.Other materials, techniques, methods, applications, and information that may be useful in the present invention are described in International Patent Application PCT / US2007 / 24750 entitled " Advanced Composites and Devices Containing Nanoparticles ", Coe-Sullivan et al. 2007 (Filed December 3, 2007) and U.S. Application No. 60/971887 (entitled "Functionalized Semiconductor Nanocrystals and Methods", Breen et al., Filed September 12, 2007) and International Application No. PCT / US2007 / 014711 QD Vision, Inc. et al., Filed on June 25, 2007, each of which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes, Quot;).

이 때 사용된 단수 형태는 명세서에서 달리 명백히 언급하지 않는 한 복수를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 방출 재료에 관한 언급은 이러한 재료의 하나 이상을 언급하는 것을 포함한다.The singular forms used herein include the plural unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to emissive materials includes reference to one or more of these materials.

양, 농도 또는 다른 수치 또는 매개변수가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한 치 및 바람직한 하한 치로 주어질 때, 범위가 따로따로 개시되어있는지의 여부와는 무관하게, 상한치 또는 바람직한 수치와 하한치 또는 바람직한 수치의 쌍으로부터 이루어진 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 범위가 명세서에 인용될 때, 달리 언급되지 않는 한, 범위는 그의 끝점 및 그 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하는 것으로 해석된다. 본 발명의 범위는 범위를 한정할 때 인용된 특정한 수치로 제한되지 않는 것으로 해석된다.Whenever an amount, concentration, or other value or parameter is given as a range, a preferred range, or a desirable upper limit and a preferred lower limit, the upper limit or the lower limit or a pair of desirable values, whether or not the range is separately disclosed, Quot; is to be understood as particularly disclosing the entire range of the invention. When a numerical range is recited in the specification, unless otherwise stated, the range is interpreted as including its endpoint and all integers and fractions within the range. It is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the specific numerical values recited when defining the scope.

본 명세서에서 사용된 용어 및 표현은 제한적이 아니라 설명을 위한 용어로 사용되고, 이러한 용어 및 표현을 사용함에 있어서 본 명세서에 나타내고 설명된 특징의 균등물 또는 그의 일부를 배제할 의도는 없으며, 발명의 청구 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것으로 이해된다. 또한, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 본 발명의 구현양태의 어느 하나 이상의 특징을 본 발명의 다른 구현양태의 하나 이상의 다른 특징과 조합할 수 있다. 본 발명의 추가의 구현양태는 여기에 개시된 본 발명의 상세한 설명 및 실행을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 상세한 설명 및 실시예는 단지 일례로서 간주되고 본 발명의 진정한 범위 및 범주는 하기 청구의 범위 및 그의 균등물에 의해 표시되는 것으로 해석된다.The terms and expressions used herein are used as terms of description and not of limitation, and there is no intention in the use of such terms and expressions of excluding equivalents of the features described or described herein or portions thereof, It is understood that various modifications are possible within the scope. Further, without departing from the scope of the present invention, any one or more of the features of the embodiments of the present invention may be combined with one or more other features of other embodiments of the present invention. Additional embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and practice of the invention disclosed herein. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and scope of the invention being indicated by the following claims and equivalents thereof.

상기 언급된 모든 특허, 특허출원 및 공고는 모든 목적을 위해 그들의 전체내용이 참고문헌으로 포함된다. 특허, 특허출원 및 여기에 언급된 공고의 어느 것도 선행 기술인 것으로 인정되지 않는다.All patents, patent applications and publications mentioned above are incorporated by reference in their entirety for all purposes. Neither the patent, the patent application nor any of the disclosures referred to herein are prior art.

Claims (93)

리간드 중 하나 이상이 하기 화학식으로 표시되는, 그의 표면에 부착된 하나 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 천연 리간드를 포함하는 나노입자.
X-Sp-Z
(상기 식에서, X는 2차 아민 기, 우레아, 티오우레아, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 아르세네이트 기, 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하며, 관능성, 이관능성 또는 다관능성 시약, 또는 반응성 화학 기, 또는 이들 둘 다를 포함하는 반응성 기, 또는 (ii) 시클릭 기, 할로겐화 기 및 극성 비양성자성 기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기, 또는 (iii) 상기 (i) 및 (ii) 둘 다를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).
Wherein at least one of the ligands is represented by the following formula: &lt; EMI ID = 25.1 &gt;
X-Sp-Z
X represents a secondary amine group, urea, thiourea, amide group, phosphone or arsonic group, phosphine or arsinic acid group, arsenate group, or arsine oxide group; Z represents (i) not only capable of transferring a particular chemical property to the nanoparticle, but also provides a specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticle, and is a functional, bifunctional or multifunctional reagent, or a reactive chemical group, (Ii) at least one group selected from the group consisting of a cyclic group, a halogenated group and a polar aprotic group, or (iii) both of the above (i) and (ii) Z is not reactive when exposed to light).
제1항에 있어서, Z가 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, wherein Z does not make the nanoparticles dispersible in a liquid medium comprising water. 삭제delete 제1항에 있어서, 시클릭 기가 포화 또는 불포화 시클릭 또는 바이시클릭 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, wherein the cyclic group comprises a saturated or unsaturated cyclic or bicyclic compound or an aromatic compound. 삭제delete 제1항에 있어서, 할로겐화 기가 플루오르화 기, 과플루오르화 기, 염소화 기, 과염소화 기, 브롬화 기, 과브롬화 기, 요오드화 기 또는 과요오드화 기를 포함하는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, wherein the halogenating group comprises a fluorinating group, a perfluorinating group, a chlorinating group, a perchlorating group, a brominating group, a perbrominating group, an iodinating group, or a periodinated group. 제1항에 있어서, 극성 비양성자성 기가 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄 또는 이민을 포함하는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, wherein the polar aprotic group comprises a ketone, aldehyde, amide, urea, urethane or imine. 제1항에 있어서, 반도체 재료를 포함하는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, comprising a semiconductor material. 제1항에 있어서, 반도체 나노결정을 포함하는 나노입자. The nanoparticle of claim 1, comprising a semiconductor nanocrystal. 제1항에 있어서, 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘을 포함하는 나노입자.The nanoparticle of claim 1, comprising a core comprising a first material and a shell disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. 제10항에 있어서, 첫 번째 재료가 반도체 재료를 포함하는 나노입자.11. The nanoparticle of claim 10, wherein the first material comprises a semiconductor material. 제10항에 있어서, 두 번째 재료가 반도체 재료를 포함하는 나노입자.11. The nanoparticle of claim 10, wherein the second material comprises a semiconductor material. 제10항에 있어서, 하나 이상의 추가의 쉘이 쉘의 표면의 적어도 일부 위에 배치되는 나노입자.11. The nanoparticle of claim 10, wherein the at least one additional shell is disposed on at least a portion of the surface of the shell. 제9항에 있어서, 반도체 나노결정이 첫 번째 재료를 포함하는 코어 및 코어 표면의 적어도 일부 위에 배치되고 두 번째 재료를 포함하는 쉘을 포함하는 나노입자.10. The nanoparticle of claim 9, wherein the semiconductor nanocrystal comprises a core comprising a first material and a shell disposed over at least a portion of the core surface and comprising a second material. 제1항 또는 제9항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리 위에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 상기 산 중 어느 하나의 짝 염기, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함하는 나노입자.10. The compound according to any one of claims 1 to 9, wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z is benzylphosphonic acid, a benzylphosphonic acid containing at least one substituent group on the ring of the benzyl group, Nanoparticles comprising a mixture comprising at least one of the foregoing. 제1항 또는 제9항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함하는 나노입자.10. The process according to claim 1 or 9 wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z is selected from the group consisting of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, Containing nanoparticles. 제1항 또는 제9항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하는 나노입자.The nanoparticle according to any one of claims 1 to 9, wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z comprises an organic amine or a fluorinated organic amine containing a terminal hydroxyl group. 제1항 및 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 표면에 부착된 2개 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 천연 리간드를 포함하고, 이 때 상기 리간드 중 하나 이상은 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 것인 나노입자.15. A process according to any one of claims 1 and 8 to 14, comprising a natural ligand having at least two different chemical compositions attached to a surface, wherein at least one of said ligands has the formula X-Sp-Z The nanoparticles that are displayed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 및 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 표면에 부착된 2개 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 천연 리간드를 포함하고, 이 때 첫 번째 리간드는 화학식
X-Sp-Z
(상기 식에서, X가 2차 아민 기, 또는 아미드 기를 나타냄)로 표시되고,
두 번째 리간드는 화학식
X-Sp-Z
(상기 식에서, X가 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 아르세네이트 기, 또는 아르신 옥사이드 기를 나타냄)로 표시되고,
이 때 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드 위의 각각의 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있는 것인 나노입자.
15. The method of any one of claims 1 and 8 to 14, comprising a natural ligand having two or more different chemical compositions attached to a surface, wherein the first ligand has the formula
X-Sp-Z
(In the above formula, X represents a secondary amine group or an amide group)
The second ligand is a compound of formula
X-Sp-Z
(Wherein X represents a phosphone or an arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, an arsanate group or an arsine oxide group)
Wherein each of Sp and Z on the first ligand and the second ligand may be the same or different.
제1항에 있어서, 스페이서 기가 전하를 전달할 수 있는 기인 나노입자.2. The nanoparticle of claim 1 wherein the spacer group is a moiety capable of transferring charge. 제1항에 있어서, 스페이서 기가 격리 기인 나노입자.2. The nanoparticle of claim 1, wherein the spacer group is an isomer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하나 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 리간드의 존재 하에서 미리 결정된 조성물을 가진 나노입자를 형성하기 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하고, 이 때 리간드 중 하나 이상은 하기 화학식으로 표시되는 것인, 나노입자의 관능화 방법.
X-Sp-Z
(상기 식에서, X는 2차 아민 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 아르세네이트 기, 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하며, 관능성, 이관능성 또는 다관능성 시약, 또는 반응성 화학 기, 또는 이들 둘 다를 포함하는 반응성 기, 또는 (ii) 시클릭 기, 할로겐화 기 및 극성 비양성자성 기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기, 또는 (iii) 상기 (i) 및 (ii) 둘 다를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).
Reacting a precursor to form nanoparticles with a predetermined composition in the presence of a ligand having at least one different chemical composition, wherein at least one of the ligands is represented by the formula: .
X-Sp-Z
X represents a secondary amine group, an amide group, a phosphone or an arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, an arsenate group, or an arsine oxide group; Sp represents a spacer group; (i) not only can transfer specific chemical properties to the nanoparticles, but also provide specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticles, and can include functional groups such as functional, bifunctional or multifunctional reagents, or reactive chemical groups, , Or (ii) at least one group selected from the group consisting of a cyclic group, a halogenated group and a polar aprotic group, or (iii) both of the above (i) and (ii) Not reactive when exposed).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하나 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 리간드의 존재 하에서 미리 결정된 조성물을 위한 전구체를 반응시키는 것을 포함하고, 이 때 리간드 중 하나 이상은 하기 화학식으로 표시되는 것인, 미리 결정된 조성물을 가진 코팅 재료로 나노입자의 표면의 적어도 일부를 오버코팅하는 방법.
X-Sp-Z
(상기 식에서, X는 2차 아민 기, 아미드기, 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 아르세네이트 기, 또는 아르신 옥사이드 기를 나타내고; Sp는 스페이서 기를 나타내고; Z는 (i) 특정한 화학 성질을 나노입자에 전달할 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면에 특정한 화학 반응성을 제공하며, 관능성, 이관능성 또는 다관능성 시약, 또는 반응성 화학 기, 또는 이들 둘 다를 포함하는 반응성 기, 또는 (ii) 시클릭 기, 할로겐화 기 및 극성 비양성자성 기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기, 또는 (iii) 상기 (i) 및 (ii) 둘 다를 나타내고, 이 때 모든 경우에 Z는 빛에 노출될 때 반응성이 아님).
Comprising reacting a precursor for a predetermined composition in the presence of a ligand having at least one different chemical composition, wherein at least one of the ligands is represented by the formula: &lt; EMI ID = &Lt; / RTI &gt;
X-Sp-Z
X represents a secondary amine group, an amide group, a phosphone or an arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, an arsenate group, or an arsine oxide group; Sp represents a spacer group; (i) not only can transfer specific chemical properties to the nanoparticles, but also provide specific chemical reactivity to the surface of the nanoparticles, and can include functional groups such as functional, bifunctional or multifunctional reagents, or reactive chemical groups, , Or (ii) at least one group selected from the group consisting of a cyclic group, a halogenated group and a polar aprotic group, or (iii) both of the above (i) and (ii) Not reactive when exposed).
제30항 또는 제59항에 있어서, Z가 물을 포함하는 액체 매질에 나노입자가 분산가능하게 만들지 않는 것인 방법.60. The method of claim 30 or 59, wherein Z does not render the nanoparticles dispersible in the liquid medium comprising water. 제30항 또는 제59항에 있어서, 나노입자가 반도체 재료를 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the nanoparticles comprise a semiconductor material. 제30항 또는 제59항에 있어서, 나노입자가 반도체 나노결정을 포함하는 것인 방법.60. The method of claim 30 or 59, wherein the nanoparticles comprise semiconductor nanocrystals. 제59항에 있어서, 미리 결정된 조성물이 반도체 재료를 포함하는 것인 방법.60. The method of claim 59, wherein the predetermined composition comprises a semiconductor material. 제30항 또는 제59항에 있어서, 전구체가 하나 이상의 금속-함유 전구체 및 하나 이상의 칼코겐-함유 또는 프닉토겐-함유 전구체를 포함하는 것인 방법.60. The method of claim 30 or 59, wherein the precursor comprises at least one metal-containing precursor and at least one chalcogen-containing or phonitogen-containing precursor. 삭제delete 제30항 또는 제59항에 있어서, 시클릭 기가 포화 또는 불포화 시클릭 또는 바이시클릭 화합물 또는 방향족 화합물을 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the cyclic group comprises a saturated or unsaturated cyclic or bicyclic compound or an aromatic compound. 삭제delete 제30항 또는 제59항에 있어서, 할로겐화 기가 플루오르화 기, 과플루오르화 기, 염소화 기, 과염소화 기, 브롬화 기, 과브롬화 기, 요오드화 기 또는 과요오드화 기를 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the halogenating group comprises a fluorinating group, a perfluorinating group, a chlorinating group, a perchlorating group, a brominating group, a perbrominating group, an iodinating group or a periodate group. 제30항 또는 제59항에 있어서, 극성 비양성자성 기가 케톤, 알데히드, 아미드, 우레아, 우레탄 또는 이민을 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the polar aprotic group comprises a ketone, an aldehyde, an amide, a urea, a urethane or an imine. 제59항에 있어서, 하나 이상의 코팅 재료가 나노입자 표면의 적어도 일부 위에 형성되는 방법.60. The method of claim 59, wherein at least one coating material is formed over at least a portion of the nanoparticle surface. 제30항 또는 제59항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 벤질포스폰산, 벤질 기의 고리 위에 하나 이상의 치환기를 포함하는 벤질포스폰산, 상기 산 중 어느 하나의 짝 염기, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함하는 것인 방법. The method of claim 30 or 59, wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z is benzylphosphonic acid, a benzylphosphonic acid containing at least one substituent group on the ring of the benzyl group, And mixtures comprising at least one of the foregoing. 제30항 또는 제59항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산, 산의 짝 염기, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z is selected from the group consisting of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonic acid, a conjugate of an acid, &Lt; / RTI &gt; 제30항 또는 제59항에 있어서, 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드가 말단 히드록실 기를 포함하는 유기 아민 또는 플루오르화 유기 아민을 포함하는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the ligand represented by the formula X-Sp-Z comprises an organic amine or a fluorinated organic amine comprising a terminal hydroxyl group. 제30항 또는 제59항에 있어서, 반응을 액체 매질에서 수행하는 방법.60. The method of claim 30 or 59 wherein the reaction is carried out in a liquid medium. 제30항 또는 제59항에 있어서, 스페이서 기가 전하를 전달할 수 있는 기인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the spacer group is a moiety capable of transferring charge. 제30항 또는 제59항에 있어서, 스페이서 기가 격리 기인 방법.60. The method of claim 30 or 59 wherein the spacer group is an isomer. 제64항에 있어서, 오버코팅되는 나노입자에 포함된 금속의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비가 1:0.1 내지 1:100의 범위인 방법.65. The method of claim 64, wherein the molar ratio of the total moles of metal contained in the overcoated nanoparticles to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from 1: 0.1 to 1: 100. 삭제delete 삭제delete 제74항에 있어서, 액체 매질의 총 몰 대 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 리간드의 총 몰의 몰 비가 500:1 내지 2:1의 범위인 방법.74. The method of claim 74, wherein the molar ratio of the total moles of liquid medium to the total moles of ligand represented by the formula X-Sp-Z ranges from 500: 1 to 2: 1. 삭제delete 삭제delete 제30항 또는 제59항에 있어서, 전구체를 2개 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 리간드의 존재 하에서 반응시키고, 이 때 상기 리간드 중 하나 이상은 화학식 X-Sp-Z로 표시되는 것인 방법.The method of claim 30 or 59, wherein the precursor is reacted in the presence of a ligand having two or more different chemical compositions, wherein at least one of the ligands is represented by the formula X-Sp-Z. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제30항 또는 제59항에 있어서, 전구체를 2개 이상의 상이한 화학 조성을 갖는 리간드의 존재 하에서 반응시키고, 이 때 첫 번째 리간드는 화학식
X-Sp-Z
(상기 식에서, X가 2차 아민 기, 또는 아미드 기를 나타냄)로 표시되고,
두 번째 리간드는 화학식
X-Sp-Z
(상기 식에서, X가 포스폰 또는 아르손 산 기, 포스핀 또는 아르신 산 기, 아르세네이트 기, 또는 아르신 옥사이드 기를 나타냄)로 표시되고,
이 때 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드 위의 각각의 Sp 및 Z는 동일하거나 상이할 수 있는 것인 방법.
59. The method of claim 30 or 59 wherein the precursor is reacted in the presence of a ligand having two or more different chemical compositions,
X-Sp-Z
(In the above formula, X represents a secondary amine group or an amide group)
The second ligand is a compound of formula
X-Sp-Z
(Wherein X represents a phosphone or an arsonic acid group, a phosphine or arsinic acid group, an arsanate group or an arsine oxide group)
Wherein each of Sp and Z on the first ligand and the second ligand may be the same or different.
삭제delete 제87항에 있어서, 두 번째 리간드 내의 X 기가 포스폰 또는 아르손 산 기 또는 포스핀 또는 아르신 산 기를 나타내고, 첫 번째 리간드 및 두 번째 리간드가 처음에 등몰량으로 존재하고, 이 등몰량은 첫 번째 리간드의 X 기 함량 및 두 번째 리간드의 산 기 함량을 기준으로 결정되는 것인 방법.87. The method of claim 87, wherein X in the second ligand represents a phosphone or arsonic acid group or a phosphine or arsinic acid group, the first ligand and the second ligand are initially present in equimolar amounts, The X-group content of the first ligand and the acid group content of the second ligand. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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